KR20210035543A - Method for preparing conjugated diene polymer by continuous polymerization - Google Patents

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박성호
최수영
강석연
배주량
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주식회사 엘지화학
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Abstract

The present invention relates to a method for producing a conjugated diene-based polymer while preventing gelation by using a polymerization reactor including two or more reactors.

Description

연속식 중합에 의한 공액디엔계 중합체의 제조방법{METHOD FOR PREPARING CONJUGATED DIENE POLYMER BY CONTINUOUS POLYMERIZATION}Manufacturing method of conjugated diene polymer by continuous polymerization {METHOD FOR PREPARING CONJUGATED DIENE POLYMER BY CONTINUOUS POLYMERIZATION}

본 발명은 2기 이상의 반응기를 포함하는 중합 반응기를 사용하여 겔화 현상을 방지하면서 공액디엔계 중합체를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of preparing a conjugated diene-based polymer while preventing gelation by using a polymerization reactor including two or more reactors.

최근 에너지 절약 및 환경 문제에 대한 관심이 높아짐에 따라 자동차의 저연비화가 요구되고 있다. 이를 실현하기 위한 방법 중의 하나로서, 타이어 형성용 고무 조성물 내 실리카 또는 카본블랙 등의 무기 충전제를 사용하여 타이어의 발열성을 낮추는 방법이 제안되었으나, 고무 조성물 내 상기 무기 충전제의 분산이 용이하지 않아 오히려 내마모성, 내크랙성 또는 가공성 등을 비롯한 고무 조성물의 물성이 전체적으로 저하되는 문제가 있었다.In recent years, as interest in energy saving and environmental issues has increased, there is a demand for low fuel consumption of automobiles. As one of the methods for realizing this, a method of lowering the heat generation property of a tire by using an inorganic filler such as silica or carbon black in the rubber composition for forming a tire has been proposed, but it is not easy to disperse the inorganic filler in the rubber composition. There is a problem that the physical properties of the rubber composition, including abrasion resistance, crack resistance, or processability, are deteriorated as a whole.

이와 같은 문제를 해결하기 위해, 고무 조성물 내 실리카 또는 카본블랙 등의 무기 충전제의 분산성을 높이기 위한 방법으로 유기 리튬을 이용한 음이온 중합으로 얻어지는 공액디엔계 중합체의 중합활성 부위를 무기 충전제와 상호작용 가능한 관능기로 변성하는 방법이 개발되었다. 구체적으로는 공액디엔계 중합체의 중합활성 말단을 주석계 화합물로 변성하거나, 아미노기를 도입하는 방법 또는 알콕시실란 유도체로 변성하는 방법 등이 제안되었다.In order to solve such a problem, the polymerization active site of the conjugated diene-based polymer obtained by anionic polymerization using organic lithium is a method to increase the dispersibility of inorganic fillers such as silica or carbon black in the rubber composition. A method for transforming into a functional group has been developed. Specifically, a method of modifying the polymerization active terminal of the conjugated diene-based polymer with a tin-based compound, introducing an amino group, or modifying it with an alkoxysilane derivative has been proposed.

그러나, 전술한 방법으로 변성된 공액디엔계 중합체를 이용하여 고무 조성물의 제조 시, 저발열성은 확보할 수 있지만 내마모성, 가공성 등의 고무 조성물에 대한 물성 개선 효과는 충분하지 않았다.However, when preparing a rubber composition using the conjugated diene-based polymer modified by the above-described method, low heat generation properties can be ensured, but the effect of improving physical properties on the rubber composition such as abrasion resistance and processability was not sufficient.

또 다른 방법으로, 란탄 계열 희토류 원소 화합물을 포함하는 촉매를 이용한 배위 중합에 의해 얻어지는 리빙 중합체에 있어서, 리빙 활성 말단을 특정의 커플링제나 변성제에 의해 변성하여 가공성, 물성을 개선하는 방법이 개발되었다.As another method, in a living polymer obtained by coordination polymerization using a catalyst containing a lanthanum-based rare earth element compound, a method for improving processability and physical properties by modifying the living active end with a specific coupling agent or modifying agent has been developed. .

일례로 미국특허 제5,557,784호에 개시된 방법으로, 해당 문헌에서는 네오디뮴 카르복실기염 화합물, 알킬알루미늄 화합물, 할로겐을 함유하는 화합물의 조합으로 이루어진 촉매를 이용하여 비극성 용매 하에서 1,4-시스 폴리부타디엔을 제조한 후 반응정지제와 산화방지제로 반응을 정지시킨 다음 염화황을 첨가하여 분지구조를 도입하는 방법을 개시하고 있다.As an example, in the method disclosed in U.S. Patent No. 5,557,784, in the document, 1,4-cis polybutadiene was prepared in a non-polar solvent using a catalyst consisting of a combination of a neodymium carboxyl group salt compound, an alkyl aluminum compound, and a halogen-containing compound. After stopping the reaction with a reaction stopper and an antioxidant, sulfur chloride is added to introduce a branched structure.

한편, 변성 공액디엔계 중합체는 이제까지 수지의 변형을 위해 그리고 다양한 산업용 물품에서 폭넓게 사용되어 왔으나, 변성 공액디엔계 중합체는 고온에서 또는 열전단안정 하에서 장기간 보관 도중에 겔 형성 및 변색을 야기하여, 특히 수지의 변형을 위해 사용될 때, 중합체 내의 겔의 존재 및 중합체의 변색이 최종 수지 제품에 악영향을 미치게 된다. On the other hand, modified conjugated diene-based polymers have been widely used for modification of resins and in various industrial articles, but modified conjugated diene-based polymers cause gel formation and discoloration during long-term storage at high temperatures or under thermal shear stability. When used for modification, the presence of a gel in the polymer and discoloration of the polymer adversely affects the final resin product.

그러므로, 고온 및 전단열안정 하에서 열안정성이 우수하고, 겔형성 및 변색이 매우 적은 공액 디엔 중합체 조성물의 출현이 절실하게 요망되어 왔다. 이들 문제점에 대해, 페놀계 안정화제, 인 타입 안정화제 등이 이제까지 겔화 방지를 위한 안정화제로서 사용되어 왔으나, 보다 효과적인 방법으로 공액디엔계 중합체의 겔화 현상 및 이로 인한 중합체의 물성 하락 현상을 방지할 수 있는 방법이 여전히 필요한 실정이다. Therefore, the appearance of a conjugated diene polymer composition having excellent thermal stability under high temperature and shear heat stability and very little gel formation and discoloration has been urgently desired. For these problems, phenolic stabilizers, phosphorus type stabilizers, etc. have been used as stabilizers for preventing gelation until now, but a more effective method is to prevent the gelation of the conjugated diene-based polymer and the resulting deterioration of the properties of the polymer. There is still a need for a way to do it.

JP 3175350 B2JP 3175350 B2

본 발명의 목적은 2기 이상의 반응기를 포함하는 중합 반응기를 이용하여 연속식 중합 및 커플링을 적용하면서, 마지막 반응기에서 활성 중합체의 커플링 공정을 수행할 때 커플링제의 농도를 일정 범위 이내로 조절하여 활성 중합체가 이송된 라인과 구별되는 별도의 투입구로 투입하여 사용함으로써, 활성 중합체의 커플링 반응을 효율적으로 수행하면서도 겔화 현상을 방지할 수 있는 공액디엔계 중합체의 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to control the concentration of the coupling agent within a certain range when performing the coupling process of the active polymer in the last reactor while applying continuous polymerization and coupling using a polymerization reactor including two or more reactors. It is to provide a method for producing a conjugated diene-based polymer capable of efficiently performing a coupling reaction of an active polymer and preventing a gelation phenomenon by using it as a separate inlet separate from a line in which the active polymer is transferred.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 2기 이상의 반응기를 포함하는 중합 반응기에서 수행되는 연속 제조방법으로, (S1) 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에, 공액디엔계 단량체를 중합하여 활성 중합체를 제조하는 단계; 및 (S2) 상기 활성 중합체를 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물, 및 탄화수소 용매를 포함하는 혼합 용액과 반응시키는 단계;를 포함하고, 상기 (S2) 단계는 중합 반응기에 포함된 반응기 중 마지막 반응기에서 수행되고, 상기 (S2) 단계의 혼합 용액은 상기 (S1) 단계에서 제조된 활성 중합체를 상기 마지막 반응기로 이송하기 위한 이송 라인과 별도의 라인을 통해 마지막 반응기에 투입되고, 상기 혼합 용액에 포함된 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물의 함량은 혼합 용액 대비 0.05 내지 0.3 중량%인, 공액디엔계 중합체의 제조방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is a continuous production method carried out in a polymerization reactor including two or more reactors, (S1) in the presence of a catalyst composition containing a lanthanum-based rare earth element-containing compound, a conjugated diene-based monomer Polymerizing to prepare an active polymer; And (S2) reacting the active polymer with a mixed solution containing a tin chloride compound or a sulfur chloride compound, and a hydrocarbon solvent; and, the (S2) step is performed in the last reactor among the reactors included in the polymerization reactor. And, the mixed solution of step (S2) is introduced into the last reactor through a transfer line and a separate line for transferring the active polymer prepared in step (S1) to the last reactor, and chlorination included in the mixed solution The content of the tin compound or the sulfur chloride compound is 0.05 to 0.3% by weight relative to the mixed solution, providing a method of preparing a conjugated diene-based polymer.

본 발명에 따른 제조방법을 이용하여 커플링제와 활성 중합체의 반응성 및 반응 속도를 제어함으로써 공액디엔계 중합체 제조 시 겔화 현상이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. By using the production method according to the present invention to control the reactivity and reaction rate of the coupling agent and the active polymer, it is possible to effectively prevent the occurrence of gelation when preparing the conjugated diene-based polymer.

또한, 본 발명의 제조방법은 커플링제, 예컨대 염화주석 화합물과 염화황 화합물의 사용 농도를 일정 수치 범위로 조절하여 겔화 현상을 방지하면서도 동일한 양을 사용할 때 가장 효과적으로 커플링 공정이 수행될 수 있도록 하였으며, 이를 통해 커플링제의 사용 효율을 높여 전체 공정의 경제성과 효율성을 개선시킨 효과가 있다.In addition, the manufacturing method of the present invention prevents gelation by controlling the concentration of a coupling agent, such as a tin chloride compound and a sulfur chloride compound, in a certain numerical range so that the coupling process can be most effectively performed when the same amount is used. As a result, there is an effect of improving the economy and efficiency of the entire process by increasing the use efficiency of the coupling agent.

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.The terms or words used in the description and claims of the present invention should not be construed as being limited to a conventional or dictionary meaning, and the inventor appropriately defines the concept of terms in order to describe his own invention in the best way. Based on the principle that it can be done, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

용어Terms

본 발명에서 사용하는 용어 "연속식 중합"은 반응기 내에 중합에 참여하는 물질을 연속적으로 공급하면서, 중합되어 생성된 생성물을 연속적으로 배출하는 공정을 나타내는 것일 수 있다.The term "continuous polymerization" used in the present invention may refer to a process of continuously supplying a substance participating in polymerization into a reactor and continuously discharging a product produced by polymerization.

본 발명에서 사용하는 용어 "반응물"은 중합이 완료되어 활성 중합체 또는 공액디엔계 중합체를 수득하기 전에 중합 중 각 반응기 내에서 중합이 수행되고 있는 물질을 나타내는 것으로, 예컨대 촉매 조성물, 공액디엔계 단량체 및 생성된 중합체 형태의 중간체 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. The term "reactant" used in the present invention refers to a material in which polymerization is performed in each reactor during polymerization before polymerization is completed to obtain an active polymer or a conjugated diene-based polymer. For example, a catalyst composition, a conjugated diene-based monomer, and It may include at least one of the resulting polymer type intermediates.

공액디엔계 중합체의 제조방법Method for producing conjugated diene-based polymer

본 발명의 제조방법은 2기 이상의 반응기를 포함하는 중합 반응기에서 수행되는 연속 제조방법으로서, 1기 또는 2기 이상의 반응기에서 공액디엔계 단량체를 연속식 중합하여 활성 중합체를 제조하고, 상기 활성 중합체가 제조된 반응기와 연결되어 있는 마지막 반응기(이하, '커플링 반응기'와 혼용한다)에서 활성 중합체와 커플링제, 예컨대 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물을 반응시키는 단계를 수행한다. 이 때, 상기 커플링제를 탄화수소 용매에 용해하여 일정 범위의 농도로 조절 투입함으로써 활성 중합체와 커플링제의 반응성을 조절할 수 있으며, 이를 통해 공액디엔계 중합체 제조 시 겔화 현상이 발생하는 것을 방지하면서도, 커플링제의 효율성을 극대화시킨 효과가 있다.The production method of the present invention is a continuous production method carried out in a polymerization reactor including two or more reactors, and a conjugated diene-based monomer is continuously polymerized in one or two or more reactors to prepare an active polymer, and the active polymer is A step of reacting the active polymer and a coupling agent, such as a tin chloride compound or a sulfur chloride compound, is performed in the last reactor connected to the prepared reactor (hereinafter, it is mixed with the'coupling reactor'). At this time, the reactivity of the active polymer and the coupling agent can be controlled by dissolving the coupling agent in a hydrocarbon solvent and adjusting the concentration in a certain range. It has the effect of maximizing the efficiency of the ring agent.

또한, 본 발명에서 상기 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물이 탄화수소 용매에 용해되어 있는 혼합 용액은 활성 중합체 제조가 완료된 반응기와 커플링 반응기를 연결하는 라인, 즉 상기 활성 중합체를 마지막 반응기로 이송하기 위한 이송 라인에 투입되지 않고, 상기 이송 라인과 별도의 라인을 통해 마지막 반응기의 투입구에 곧바로 투입되는데, 이를 통해 활성 중합체가 마지막 반응기로 이송되면서 커플링제와 불균일하게 혼합되어 일부 겔화가 진행되는 것을 방지하고, 교반기가 설치되어 있는 마지막 반응기로 커플링제를 직접 투입함으로써 커플링제와 활성 중합체를 고르게 혼합하고 제어된 속도로 반응시킴으로써 겔 생성을 최대한 방지할 수 있는 것이 특징이다. In addition, in the present invention, the mixed solution in which the tin chloride compound or sulfur chloride compound is dissolved in a hydrocarbon solvent is a line connecting the reactor and the coupling reactor in which the active polymer has been prepared, that is, transfer for transferring the active polymer to the last reactor. It is not put into the line, but is directly put into the inlet of the last reactor through a separate line from the transfer line, through which the active polymer is transferred to the last reactor and mixed with the coupling agent to prevent some gelation from proceeding, By directly injecting the coupling agent into the last reactor equipped with a stirrer, the coupling agent and the active polymer are evenly mixed and reacted at a controlled rate, thereby preventing gel formation as much as possible.

구체적으로, 본 발명의 공액디엔계 중합체의 제조방법은 2기 이상의 반응기를 포함하는 중합 반응기에서 연속 제조방법으로 수행되고, (S1) 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에, 공액디엔계 단량체를 중합하여 활성 중합체를 제조하는 단계; 및 (S2) 상기 활성 중합체를 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물, 및 탄화수소 용매를 포함하는 혼합 용액과 반응시키는 단계;를 포함하고, 상기 (S2) 단계는 중합 반응기에 포함된 반응기 중 마지막 반응기에서 수행되고, 상기 (S2) 단계의 혼합 용액은 상기 (S1) 단계에서 제조된 활성 중합체를 상기 마지막 반응기로 이송하기 위한 이송 라인과 별도의 라인을 통해 마지막 반응기에 투입되고, 상기 혼합 용액에 포함된 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물의 함량은 혼합 용액 대비 0.05 내지 0.3 중량%인 것을 특징으로 한다.Specifically, the method for preparing a conjugated diene-based polymer of the present invention is carried out in a continuous production method in a polymerization reactor including two or more reactors, and (S1) in the presence of a catalyst composition containing a lanthanum-based rare earth element-containing compound, conjugated Polymerizing a diene-based monomer to prepare an active polymer; And (S2) reacting the active polymer with a mixed solution containing a tin chloride compound or a sulfur chloride compound, and a hydrocarbon solvent; and, the (S2) step is performed in the last reactor among the reactors included in the polymerization reactor. And, the mixed solution of step (S2) is introduced into the last reactor through a transfer line and a separate line for transferring the active polymer prepared in step (S1) to the last reactor, and chlorination included in the mixed solution The content of the tin compound or the sulfur chloride compound is characterized in that it is 0.05 to 0.3% by weight compared to the mixed solution.

(S1) 단계Step (S1)

상기 (S1) 단계는 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에 공액디엔계 단량체를 중합하여 활성 중합체를 제조하는 단계로, 여기에서 활성 중합체는 공액디엔계 중합체로서 유기 금속 부위를 포함하는 것을 나타낼 수 있다. The step (S1) is a step of polymerizing a conjugated diene-based monomer in the presence of a catalyst composition containing a lanthanum-based rare earth element-containing compound to prepare an active polymer, wherein the active polymer is a conjugated diene-based polymer and contains an organometallic moiety. Can indicate what to do.

상기 공액디엔계 단량체로는 통상 공액디엔계 중합체의 제조에 사용되는 것이라면 특별한 제한없이 사용가능하다. 상기 공액디엔계 단량체는 구체적으로 1,3-부타디엔, 이소프렌, 1,3-펜타디엔, 1,3-헥사디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2-에틸-1,3-부타디엔, 2-메틸-1,3-펜타디엔, 3-메틸-1,3-펜타디엔, 4-메틸-1,3-펜타디엔, 또는 2,4-헥사디엔 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 공액디엔계 단량체는 1,3-부타디엔일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.As the conjugated diene-based monomer, it may be used without particular limitation as long as it is usually used for preparing a conjugated diene-based polymer. Specifically, the conjugated diene monomer is 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-ethyl-1,3- Butadiene, 2-methyl-1,3-pentadiene, 3-methyl-1,3-pentadiene, 4-methyl-1,3-pentadiene, or 2,4-hexadiene, and the like, any one of these Or a mixture of two or more may be used. More specifically, the conjugated diene-based monomer may be 1,3-butadiene, but is not limited thereto.

또한, 상기 중합반응시 최종 제조되는 공액디엔계 중합체의 물성적 특성을 고려하여 상기 공액디엔계 단량체와 공중합 가능한 그 외의 단량체를 더 사용할 수도 있으며, 상기 그 외의 단량체는 구체적으로 스티렌, p-메틸 스티렌, α-메틸스티렌, 1-비닐나프탈렌, 3-비닐톨루엔, 에틸비닐벤젠, 디비닐벤젠, 4-시클로헥실스티렌, 2,4,6-트리메틸스티렌 등과 같은 방향족 비닐 단량체 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 상기 그 외의 단량체는 중합반응에 사용되는 단량체 총 중량에 대하여 20중량% 이하의 함량으로 사용될 수 있다.In addition, other monomers copolymerizable with the conjugated diene-based monomer may be further used in consideration of the physical properties of the conjugated diene-based polymer finally prepared during the polymerization reaction, and the other monomers are specifically styrene and p-methyl styrene. , α-methylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 3-vinyltoluene, ethylvinylbenzene, divinylbenzene, 4-cyclohexylstyrene, and aromatic vinyl monomers such as 2,4,6-trimethylstyrene, etc., any of these One or a mixture of two or more may be used. The other monomers may be used in an amount of 20% by weight or less based on the total weight of the monomers used in the polymerization reaction.

상기 (S1) 단계는 1기의 반응기에서 수행되거나, 또는 2기 이상의 반응기에서 연속적으로 수행될 수 있다. 즉, 제1 반응기에서 공액디엔계 단량체의 중합 반응이 모두 완료되어 활성 중합체의 제조가 완료거나, 제1 반응기를 포함하여 적어도 2기 이상의 반응기에서 연속식 중합으로 실시될 수 있고, 상기 중합 반응에 사용되는 반응기의 수는 반응 조건 및 환경에 따라 탄력적으로 조절될 수 있다. The step (S1) may be performed in one reactor, or may be continuously performed in two or more reactors. That is, the polymerization reaction of the conjugated diene-based monomer is all completed in the first reactor to complete the preparation of the active polymer, or it may be carried out by continuous polymerization in at least two or more reactors including the first reactor. The number of reactors to be used can be flexibly adjusted according to the reaction conditions and environment.

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 있을 수 있다.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 continuous polymerization method, there may be an effect of excellent productivity and processability, and excellent uniformity of the polymer to be produced.

상기 (S1) 단계가 하나의 반응기에서 단독으로 수행될 경우 해당 반응기에서는 최종적으로 중합 전환율이 95% 이상이 될 때까지 중합 반응이 진행될 수 있고, (S1) 단계가 2기 이상의 반응기에서 연속식 중합으로 수행될 경우, 제1 반응기에서 중합된 중합물은 커플링 반응기 전의 중합 반응기까지 순차적으로 이송되어 최종적으로 중합 전환율이 95% 이상이 될 때까지 중합이 진행될 수 있고, 제1 반응기에서 중합된 이후, 제2 반응기, 또는 제2 반응기 내지 커플링 반응기 전의 중합 반응기까지 각 반응기별 중합 전환율은 분자량 분포의 조절을 위해 각 반응기 별로 적절히 조절하여 실시될 수 있다.When the step (S1) is performed alone in one reactor, the polymerization reaction may be carried out until the polymerization conversion rate is finally 95% or more in the reactor, and the step (S1) is a continuous polymerization in two or more reactors. When carried out as, the polymerization product polymerized in the first reactor is sequentially transferred to the polymerization reactor before the coupling reactor, so that the polymerization can be carried out until the polymerization conversion rate becomes 95% or more, and after polymerization in the first reactor, The polymerization conversion rate for each reactor from the second reactor or the second reactor to the polymerization reactor before the coupling reactor may be appropriately adjusted for each reactor in order to control the molecular weight distribution.

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

상기 중합 전환율은 예컨대 중합 시, 중합체를 포함하는 중합체 용액 상의 고체 농도를 측정하여 결정될 수 있으며, 구체적으로는 상기 중합체 용액을 확보하기 위하여 각 중합 반응기의 출구에 실린더형 용기를 장착하여 일정량의 중합체 용액을 실린더형 용기에 채운 후에, 상기 실린더형 용기를 반응기로부터 분리하여 중합체 용액이 충진되어 있는 실린더의 무게(A)를 측정하고, 실린더형 용기에 충진되어 있는 중합체 용액을 알루미늄 용기(예컨대, 알루미늄 디쉬)에 옮겨 중합체 용액이 제거된 실린더형 용기의 무게(B)를 측정한 후, 중합체 용액이 담긴 알루미늄 용기를 140℃의 오븐에서 30분간 건조시키고 건조된 중합체의 무게(C)를 측정하여 하기 수학식 1에 따라 계산한 것일 수 있다.The polymerization conversion rate may be determined, for example, by measuring the solid concentration in a polymer solution containing a polymer during polymerization. Specifically, a cylindrical container is mounted at the outlet of each polymerization reactor to secure the polymer solution to obtain a certain amount of polymer solution. After filling the cylindrical container, the cylindrical container is separated from the reactor, the weight (A) of the cylinder filled with the polymer solution is measured, and the polymer solution filled in the cylindrical container is transferred to an aluminum container (e.g., an aluminum dish). ) And measuring the weight (B) of the cylindrical container from which the polymer solution was removed, and then drying the aluminum container containing the polymer solution in an oven at 140° C. for 30 minutes and measuring the weight (C) of the dried polymer. It may be calculated according to Equation 1.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
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이 때, 제1 반응기에서의 중합물 체류 시간은 1분 내지 40분, 1분 내지 30분, 또는 5분 내지 30분일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이 범위 내에서, 중합 전환율의 조절이 용이하고, 이에 따라 중합체의 분자량 분포를 좁게 조절하는 것이 가능하고, 이에 따라 물성이 개선되는 효과가 있을 수 있다.In this case, the residence time of the polymer in the first reactor may be 1 minute to 40 minutes, 1 minute to 30 minutes, or 5 minutes to 30 minutes, but is not limited thereto. Within this range, it is easy to control the polymerization conversion rate, and accordingly, it is possible to narrow the molecular weight distribution of the polymer, and accordingly, there may be an effect of improving physical properties.

여기서, 상기 중합물은 (S1) 단계가 완료되어 활성 중합체를 수득하기에 앞서, (S1) 단계 실시 중 각 반응기 내에서 중합이 실시되고 있는 중합체 형태의 중간체를 의미할 수 있고, 반응기 내에서 중합이 실시되고 있는 중합 전환율 95% 미만의 중합체를 의미할 수 있다.Here, the polymer may refer to an intermediate in the form of a polymer that is being polymerized in each reactor during step (S1) prior to obtaining the active polymer by completing step (S1), and polymerization is carried out in the reactor. It may mean a polymer having a polymerization conversion rate of less than 95% being carried out.

상기 (S1) 단계의 중합은 승온 중합, 등온 중합 또는 정온 중합(단열 중합)일 수 있다. The polymerization in step (S1) may be elevated temperature polymerization, isothermal polymerization, or constant temperature polymerization (insulation polymerization).

여기에서, 정온 중합은 촉매 조성물의 투입 후 임의로 열을 가하지 않고 자체 반응열로 중합시키는 단계를 포함하는 중합방법을 나타내는 것이고, 상기 승온 중합은 촉매 조성물의 투입 후 임의로 열을 가하여 온도를 증가시키는 중합방법을 나타내는 것이며, 상기 등온 중합은 촉매 조성물의 투입 후 열을 가하여 열을 증가시키거나 열을 뺏어 반응물의 온도를 일정하게 유지하는 중합방법을 나타내는 것이다. Here, the constant-temperature polymerization refers to a polymerization method comprising the step of polymerization by self-reaction heat without optionally applying heat after the addition of the catalyst composition, and the elevated temperature polymerization is a polymerization method in which heat is optionally applied after the catalyst composition is added to increase the temperature. The isothermal polymerization refers to a polymerization method in which heat is increased by adding heat after the catalyst composition is added or heat is taken to maintain a constant temperature of a reactant.

또한, 상기 중합은 배위 음이온 중합을 이용하여 수행하거나, 라디칼 중합에 의해 수행될 수 있으며, 구체적으로는 벌크중합, 용액중합, 현탁중합 또는 유화중합일 수 있고, 더 구체적으로는 용액중합일 수 있다.In addition, the polymerization may be performed using coordination anionic polymerization or radical polymerization, specifically bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization or emulsion polymerization, and more specifically solution polymerization. .

한편, 상기 (S1) 단계의 중합은 바람직하게 -20 내지 200℃의 온도에서 수행되는 것일 수 있으며, 구체적으로는 20 내지 150℃, 더욱 구체적으로는 10 내지 120℃, 또는 60 내지 90℃의 온도에서 15분 내지 3시간 동안 수행될 수 있다. 상기 중합 온도가 200℃를 초과하는 경우에는 중합 반응을 충분히 제어하기 어렵고, 생성된 공액디엔계 중합체의 시스 1,4 결합 함량이 낮아질 우려가 있으며, 상기 중합 온도가 -20℃ 미만이면 중합반응 속도 및 효율이 저하될 우려가 있다.On the other hand, the polymerization in step (S1) may be preferably carried out at a temperature of -20 to 200 ℃, specifically 20 to 150 ℃, more specifically 10 to 120 ℃, or a temperature of 60 to 90 ℃ It can be carried out for 15 minutes to 3 hours. When the polymerization temperature exceeds 200°C, it is difficult to sufficiently control the polymerization reaction, and the content of cis 1,4 bonds of the resulting conjugated diene-based polymer may be lowered, and when the polymerization temperature is less than -20°C, the polymerization reaction rate And there is a concern that the efficiency may decrease.

또한, 상기 중합반응은 공액디엔계 중합체 95% 이상의 전환율에 이를 때까지 상기한 온도 범위 내에서 5분 내지 1시간 동안 수행될 수 있으며, 구체적으로 15분 내지 1시간 동안 수행될 수 있다.In addition, the polymerization reaction may be performed for 5 minutes to 1 hour within the above-described temperature range until a conversion rate of 95% or more of the conjugated diene-based polymer is reached, and specifically, may be performed for 15 minutes to 1 hour.

상기 (S1) 단계는 탄화수소 용매 중에서 수행될 수 있다. 상기 탄화수소 용매는 비극성 용매일 수 있다. 구체적으로 상기 탄화수소 용매는 펜탄, 헥산, 이소펜탄, 헵탄, 옥탄, 이소옥탄 등과 같은 지방족 탄화수소 용매; 시클로펜탄, 메틸시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 에틸시클로헥산 등과 같은 시클로지방족 탄화수소 용매; 또는 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌 등과 같은 방향족 탄화수소 용매 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 구체적인 예로 상기 탄화수소 용매는 헥산 등과 같은 지방족 탄화수소 용매일 수 있다. 상기 중합 용매의 사용시 공액디엔계 단량체의 농도는 특별히 한정되지 않으나, 3 내지 80 중량%, 보다 구체적으로는 10 내지 30 중량%일 수 있다.The step (S1) may be performed in a hydrocarbon solvent. The hydrocarbon solvent may be a non-polar solvent. Specifically, the hydrocarbon solvent is an aliphatic hydrocarbon solvent such as pentane, hexane, isopentane, heptane, octane, isooctane, and the like; Cycloaliphatic hydrocarbon solvents such as cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, and the like; Alternatively, at least one selected from the group consisting of aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene may be used. As a specific example, the hydrocarbon solvent may be an aliphatic hydrocarbon solvent such as hexane. When the polymerization solvent is used, the concentration of the conjugated diene-based monomer is not particularly limited, but may be 3 to 80% by weight, more specifically 10 to 30% by weight.

상기 촉매 조성물은 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물을 포함하고, 이 때, 상기 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물은 공액디엔계 단량체 총 100g을 기준으로 0.01 내지 0.5 mmol, 구체적으로는 0.03 내지 0.4 mmol, 더욱 구체적으로는 0.04 내지 0.25 mmol로 포함될 수 있다. The catalyst composition includes a lanthanum-based rare-earth element-containing compound, and in this case, the lanthanum-based rare-earth element-containing compound is 0.01 to 0.5 mmol, specifically 0.03 to 0.4 mmol, more specifically based on 100 g of the conjugated diene monomer. May be contained in 0.04 to 0.25 mmol.

상기 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물은 특별히 제한되는 것은 아니나, 예컨대 란탄, 네오디뮴, 세륨, 가돌리늄 또는 프라세오디뮴 등과 같은 원자번호 57 내지 71의 희토류 금속 중 어느 하나 또는 둘 이상의 화합물일 수 있으며, 더 구체적으로는 네오디뮴, 란탄 및 가돌리늄으로 이루어진 군에서 선택된 1 이상을 포함하는 화합물일 수 있다. The lanthanum-based rare earth element-containing compound is not particularly limited, but may be any one or two or more of the rare earth metals of atomic numbers 57 to 71 such as lanthanum, neodymium, cerium, gadolinium, praseodymium, etc., and more specifically neodymium , It may be a compound containing at least one selected from the group consisting of lanthanum and gadolinium.

또한, 상기 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물은 상기한 희토류 원소 함유 카르복실산염(예를 들면, 네오디뮴 초산염, 네오디뮴 아크릴산염, 네오디뮴 메타크릴산염, 네오디뮴 초산염, 네오디뮴 글루콘산염, 네오디뮴 구연산염, 네오디뮴 푸마르산염, 네오디뮴 유산염, 네오디뮴 말레산염, 네오디뮴 옥살산염, 네오디뮴 2-에틸헥사노에이트, 네오디뮴 네오 데카노에이트 등); 유기인산염(예를 들면, 네오디뮴 디부틸 인산염, 네오디뮴 디펜틸 인산염, 네오디뮴 디헥실 인산염, 네오디뮴 디헵틸 인산염, 네오디뮴 디옥틸 인산염, 네오디뮴 비스(1-메틸 헵틸) 인산염, 네오디뮴 비스(2-에틸헥실) 인산염, 또는 네오디뮴 디데실 인산염 등); 유기 포스폰산염(예를 들면, 네오디뮴 부틸 포스폰산염, 네오디뮴 펜틸 포스폰산염, 네오디뮴 헥실 포스폰산염, 네오디뮴 헵틸 포스폰산염, 네오디뮴 옥틸 포스폰산염, 네오디뮴(1-메틸 헵틸) 포스폰산염, 네오디뮴(2-에틸헥실) 포스폰산염, 네오디뮴 디실 포스폰산염, 네오디뮴 도데실 포스폰산염 또는 네오디뮴 옥타데실 포스폰산염 등); 유기 포스핀산염(예를 들면, 네오디뮴 부틸포스핀산염, 네오디뮴 펜틸포스핀산염, 네오디뮴 헥실 포스핀산염, 네오디뮴 헵틸 포스핀산염, 네오디뮴 옥틸 포스핀산염, 네오디뮴(1-메틸 헵틸) 포스핀산염 또는 네오디뮴(2-에틸헥실) 포스핀산염 등); 카르밤산염(예를 들면, 네오디뮴 디메틸 카르밤산염, 네오디뮴 디에틸 카르밤산염, 네오디뮴 디이소프로필 카르밤산염, 네오디뮴 디부틸 카르밤산염 또는 네오디뮴 디벤질 카르밤산염 등); 디티오 카르밤산염(예를 들면, 네오디뮴 디메틸디티오카르바민산염, 네오디뮴 디에틸디티오카르바민산염, 네오디뮴 디이소프로필 디티오 카르밤산염 또는 네오디뮴 디부틸디티오카르바민산염 등); 크산토겐산염(예를 들면, 네오디뮴 메틸 크산토겐산염, 네오디뮴 에틸 크산토겐산염, 네오디뮴 이소프로필 크산토겐산염, 네오디뮴 부틸 크산토겐산염, 또는 네오디뮴 벤질 크산토겐산염 등); β-디케토네이트(예를 들면, 네오디뮴 아세틸아세토네이트, 네오디뮴 트리플루오로아세틸 아세토네이트, 네오디뮴 헥사플루오로아세틸 아세토네이트 또는 네오디뮴 벤조일 아세토네이트 등); 알콕시드 또는 알릴옥시드(예를 들면, 네오디뮴 메톡사이드, 네오디뮴 에톡시드, 네오디뮴 이소프로폭사이드, 네오디뮴 페녹사이드 또는 네오디뮴 노닐 페녹사이드 등); 할로겐화물 또는 의사 할로겐화물(네오디뮴 불화물, 네오디뮴 염화물, 네오디뮴 브롬화물, 네오디뮴 요오드화물, 네오디뮴 시안화물, 네오디뮴 시안산염, 네오디뮴 티오시안산염, 또는 네오디뮴 아지드 등); 옥시할라이드(예를 들면, 네오디뮴 옥시플루오라이드, 네오디뮴 옥시 클로라이드, 또는 네오디뮴 옥시 브로마이드 등); 또는 1 이상의 희토류 원소-탄소 결합을 포함하는 유기 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물(예를 들면, Cp3Ln, Cp2LnR, Cp2LnCl, CpLnCl2, CpLn(사이클로옥타테트라엔), (C5Me5)2LnR, LnR3, Ln(알릴)3, 또는 Ln(알릴)2Cl 등, 상기 식중 Ln은 희토류 금속 원소이고, R은 하이드로카르빌기이다) 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.In addition, the lanthanum-based rare-earth element-containing compound includes the above-described rare-earth element-containing carboxylate (e.g., neodymium acetate, neodymium acrylate, neodymium methacrylate, neodymium acetate, neodymium gluconate, neodymium citrate, neodymium fumarate, Neodymium sulfate, neodymium maleate, neodymium oxalate, neodymium 2-ethylhexanoate, neodymium neodecanoate, etc.); Organophosphates (e.g., neodymium dibutyl phosphate, neodymium dipentyl phosphate, neodymium dihexyl phosphate, neodymium diheptyl phosphate, neodymium dioctyl phosphate, neodymium bis(1-methylheptyl) phosphate, neodymium bis(2-ethylhexyl) Phosphate, or neodymium didecyl phosphate, etc.); Organic phosphonates (e.g., neodymium butyl phosphonate, neodymium pentyl phosphonate, neodymium hexyl phosphonate, neodymium heptyl phosphonate, neodymium octyl phosphonate, neodymium (1-methyl heptyl) phosphonate, Neodymium (2-ethylhexyl) phosphonate, neodymium disyl phosphonate, neodymium dodecyl phosphonate or neodymium octadecyl phosphonate); Organic phosphinates (e.g., neodymium butylphosphinate, neodymium pentylphosphinate, neodymium hexyl phosphinate, neodymium heptyl phosphinate, neodymium octyl phosphinate, neodymium (1-methylheptyl) phosphinate, or Neodymium (2-ethylhexyl) phosphinate, etc.); Carbamates (eg, neodymium dimethyl carbamate, neodymium diethyl carbamate, neodymium diisopropyl carbamate, neodymium dibutyl carbamate or neodymium dibenzyl carbamate); Dithiocarbamate (eg, neodymium dimethyldithiocarbamate, neodymium diethyldithiocarbamate, neodymium diisopropyl dithiocarbamate or neodymium dibutyldithiocarbamate); Xanthogenates (eg, neodymium methyl xanthogenate, neodymium ethyl xanthogenate, neodymium isopropyl xanthogenate, neodymium butyl xanthogenate, or neodymium benzyl xanthogenate); β-diketonate (eg, neodymium acetylacetonate, neodymium trifluoroacetyl acetonate, neodymium hexafluoroacetyl acetonate or neodymium benzoyl acetonate, etc.); Alkoxides or allyloxides (eg, neodymium methoxide, neodymium ethoxide, neodymium isopropoxide, neodymium phenoxide or neodymium nonyl phenoxide, etc.); Halides or pseudo halides (neodymium fluoride, neodymium chloride, neodymium bromide, neodymium iodide, neodymium cyanide, neodymium cyanate, neodymium thiocyanate, or neodymium azide, etc.); Oxyhalides (eg, neodymium oxyfluoride, neodymium oxy chloride, or neodymium oxy bromide, etc.); Or an organic lanthanum-based rare earth element-containing compound containing at least one rare earth element-carbon bond (e.g., Cp 3 Ln, Cp 2 LnR, Cp 2 LnCl, CpLnCl 2 , CpLn (cyclooctatetraene), (C 5 Me 5 ) 2 LnR, LnR 3 , Ln (allyl) 3 , or Ln (allyl) 2 Cl, etc., wherein Ln is a rare earth metal element, R is a hydrocarbyl group), and the like, any one of them or It may contain a mixture of two or more.

구체적으로, 상기 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 네오디뮴 화합물을 포함하는 것일 수 있다.Specifically, the lanthanum-based rare earth element-containing compound may include a neodymium compound represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

Ra 내지 Rc는 각각 독립적으로 수소, 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기이고,R a to R c are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms,

단, Ra 내지 Rc가 모두 동시에 수소는 아니다.However, not all of R a to R c are hydrogen at the same time.

올리고머화에 대한 우려 없이 용매에 대한 우수한 용해도, 촉매 활성종으로의 전환율 및 이에 따른 촉매 활성 개선 효과의 우수함을 고려할 때, 상기 화학식 1에서, Ra는 탄소수 4 내지 12의 알킬기이고, Rb 및 Rc는 서로 독립적으로 수소 또는 탄소수 2 내지 8의 알킬기이되, 단 Rb 및 Rc이 동시에 수소가 아닌 화합물일 수 있다. Considering the excellent solubility in the solvent, the conversion rate to the catalytically active species, and the resulting catalytic activity improvement effect without concern for oligomerization, in Formula 1, R a is an alkyl group having 4 to 12 carbon atoms, and R b and R c is independently hydrogen or an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms, provided that R b and R c are not hydrogen at the same time.

보다 더 구체적으로, 상기 화학식 1에서, 상기 Ra는 탄소수 6 내지 8의 알킬기이고, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 탄소수 2 내지 6의 알킬기일 수 있다.More specifically, in Formula 1, R a is an alkyl group having 6 to 8 carbon atoms, and R b and R c may each independently be an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms.

이와 같이, 상기 화학식 1로 표시되는 네오디뮴 화합물은 α(알파) 위치에 탄소수 2 이상의 다양한 길이의 알킬기를 치환기로 포함하는 카르복실레이트 리간드를 포함함으로써, 네오디뮴 중심 금속 주위에 입체적인 변화를 유도하여 화합물 간의 엉김 현상을 차단할 수 있고, 이에 따라, 올리고머화를 억제할 수 있는 효과가 있다. 또한, 이와 같은 네오디뮴계 화합물은 용매에 대한 용해도가 높고, 촉매 활성종으로의 전환에 어려움이 있는 중심 부분에 위치하는 네오디뮴 비율이 감소되어 촉매 활성종으로의 전환율이 높은 효과가 있다.As such, the neodymium compound represented by Formula 1 includes a carboxylate ligand containing an alkyl group having a variable length of 2 or more carbon atoms as a substituent at the α (alpha) position, thereby inducing a three-dimensional change around the center of the neodymium metal. It is possible to block agglomeration phenomenon, and accordingly, there is an effect of suppressing oligomerization. In addition, such a neodymium-based compound has a high solubility in a solvent and a reduction in the proportion of neodymium located in a central portion where conversion to the catalytically active species is difficult, thereby increasing the conversion rate to the catalytically active species.

구체적으로, 상기 네오디뮴 화합물은 Nd(2,2-디에틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디프로필 데카노에이트)3, Nd(2,2-디부틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디헥실 데카노에이트)3, Nd(2,2-디옥틸 데카노에이트)3, Nd(2-에틸-2-프로필 데카노에이트)3, Nd(2-에틸-2-부틸 데카노에이트)3, Nd(2-에틸-2-헥실 데카노에이트)3, Nd(2-프로필-2-부틸 데카노에이트)3, Nd(2-프로필-2-헥실 데카노에이트)3, Nd(2-프로필-2-이소프로필 데카노에이트)3, Nd(2-부틸-2-헥실 데카노에이트)3, Nd(2-헥실-2-옥틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디에틸 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디프로필 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디부틸 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디헥실 옥타노에이트)3, Nd(2-에틸-2-프로필 옥타노에이트)3, Nd(2-에틸-2-헥실 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디에틸 노나노에이트)3, Nd(2,2-디프로필 노나노에이트)3, Nd(2,2-디부틸 노나노에이트)3, Nd(2,2-디헥실 노나노에이트)3, Nd(2-에틸-2-프로필 노나노에이트)3 및 Nd(2-에틸-2-헥실 노나노에이트)3로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.Specifically, the neodymium compound is Nd (2,2-diethyl decanoate) 3 , Nd (2,2-dipropyl decanoate) 3 , Nd (2,2-dibutyl decanoate) 3 , Nd (2,2-dihexyl decanoate) 3 , Nd (2,2-dioctyl decanoate) 3 , Nd (2-ethyl-2-propyl decanoate) 3 , Nd (2-ethyl-2- Butyl decanoate) 3 , Nd (2-ethyl-2-hexyl decanoate) 3 , Nd (2-propyl-2-butyl decanoate) 3 , Nd (2-propyl-2-hexyl decanoate) 3 , Nd(2-propyl-2-isopropyl decanoate) 3 , Nd(2-butyl-2-hexyl decanoate) 3 , Nd(2-hexyl-2-octyl decanoate) 3 , Nd( 2,2-diethyl octanoate) 3 , Nd (2,2-dipropyl octanoate) 3 , Nd (2,2-dibutyl octanoate) 3 , Nd (2,2-dihexyl octano 8) 3 , Nd(2-ethyl-2-propyl octanoate) 3 , Nd(2-ethyl-2-hexyl octanoate) 3 , Nd(2,2-diethyl nonanoate) 3 , Nd( 2,2-dipropyl nonanoate) 3 , Nd (2,2-dibutyl nonanoate) 3 , Nd (2,2-dihexyl nonanoate) 3 , Nd (2-ethyl-2-propyl no It may be one or more selected from the group consisting of nanoate) 3 and Nd(2-ethyl-2-hexyl nonanoate) 3.

상기 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물의 용해도는 상온(25℃)에서 탄화수소 용매 6g 당 약 4g 이상일 수 있다. 상기 용해도는 탁한 현상 없이 맑게 용해되는 정도를 의미하는 것으로, 이와 같이 높은 용해도를 나타냄으로써 우수한 촉매 활성을 나타낼 수 있다.The solubility of the lanthanum-based rare earth element-containing compound may be about 4 g or more per 6 g of the hydrocarbon solvent at room temperature (25° C.). The solubility refers to a degree of clear dissolution without a cloudy phenomenon, and excellent catalytic activity may be exhibited by exhibiting such high solubility.

또한, 상기 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물은 루이스 염기와의 반응물의 형태로 사용될 수도 있다. 이 반응물은 루이스 염기에 의해, 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물의 용매에 대한 용해성을 향상시키고, 장기간 안정한 상태로 저장할 수 있는 효과가 있다. 상기 루이스 염기는 일례로 희토류 원소 1몰 당 30몰 이하, 또는 1 내지 10몰의 비율로 사용될 수 있다. 상기 루이스 염기는 일례로 아세틸아세톤, 테트라히드로푸란, 피리딘, N,N-디메틸포름아미드, 티오펜, 디페닐에테르, 트리에틸아민, 유기인 화합물 또는 1가 또는 2가의 알코올 등일 수 있다. In addition, the lanthanum-based rare earth element-containing compound may be used in the form of a reactant with a Lewis base. This reaction product has the effect of improving the solubility of a lanthanum-based rare earth element-containing compound in a solvent by a Lewis base, and allowing it to be stored in a stable state for a long period of time. For example, the Lewis base may be used in a ratio of 30 moles or less, or 1 to 10 moles per 1 mole of the rare earth element. The Lewis base may be, for example, acetylacetone, tetrahydrofuran, pyridine, N,N-dimethylformamide, thiophene, diphenyl ether, triethylamine, an organophosphorus compound, or a monohydric or dihydric alcohol.

한편, 상기 촉매 조성물은 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물과 함께, (a) 알킬화제, (b) 할로겐화물 및 (c) 공액디엔계 단량체 중 적어도 하나를 더 포함하는 것일 수 있다.Meanwhile, the catalyst composition may further include at least one of (a) an alkylating agent, (b) a halide, and (c) a conjugated diene-based monomer, together with a lanthanum-based rare earth element-containing compound.

(a) 알킬화제(a) alkylating agent

상기 알킬화제는 히드로카르빌기를 다른 금속으로 전달할 수 있는 유기금속 화합물로서 조촉매의 역할을 하는 것일 수 있다. 상기 알킬화제는 통상 디엔계 중합체의 제조시 알킬화제로서 사용되는 것이라면 특별한 제한하지 않고 사용할 수 있으며, 예컨대 유기 알루미늄 화합물, 유기 마그네슘 화합물, 또는 유기 리튬 화합물 등과 같이, 중합 용매에 가용성이며, 금속-탄소 결합을 함유하는 유기금속 화합물일 수 있다.The alkylating agent is an organometallic compound capable of transferring a hydrocarbyl group to another metal and may serve as a cocatalyst. The alkylating agent may be used without particular limitation as long as it is used as an alkylating agent in the production of a diene-based polymer, and is soluble in a polymerization solvent, such as an organic aluminum compound, an organic magnesium compound, or an organic lithium compound, and has a metal-carbon bond. It may be an organometallic compound containing.

구체적으로는, 상기 유기 알루미늄 화합물로는 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리-n-프로필알루미늄, 트리이소프로필알루미늄, 트리-n-부틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리-t-부틸알루미늄, 트리펜틸알루미늄, 트리헥실알루미늄, 트리시클로헥실알루미늄, 트리옥틸알루미늄 등의 알킬알루미늄; 디에틸알루미늄 하이드라이드, 디-n-프로필알루미늄 하이드라이드, 디이소프로필알루미늄 하이드라이드, 디-n-부틸알루미늄 하이드라이드, 디이소부틸알루미늄 하이드라이드(DIBAH), 디-n-옥틸알루미늄 하이드라이드, 디페닐알루미늄 하이드라이드, 디-p-톨릴알루미늄 하이드라이드, 디벤질알루미늄 하이드라이드, 페닐에틸알루미늄 하이드라이드, 페닐-n-프로필알루미늄 하이드라이드, 페닐이소프로필알루미늄 하이드라이드, 페닐-n-부틸알루미늄 하이드라이드, 페닐이소부틸알루미늄 하이드라이드, 페닐-n-옥틸알루미늄 하이드라이드, p-톨릴에틸알루미늄 하이드라이드, p-톨릴-n-프로필알루미늄 하이드라이드, p-톨릴이소프로필알루미늄 하이드라이드, p-톨릴-n-부틸알루미늄 하이드라이드, p-톨릴이소부틸알루미늄 하이드라이드, p-톨릴-n-옥틸알루미늄 하이드라이드, 벤질에틸알루미늄 하이드라이드, 벤질-n-프로필알루미늄 하이드라이드, 벤질이소프로필알루미늄 하이드라이드, 벤질-n-부틸알루미늄 하이드라이드, 벤질이소부틸알루미늄 하이드라이드 또는 벤질-n-옥틸알루미늄 하이드라이드 등의 디히드로카르빌알루미늄 하이드라이드; 에틸알루미늄 디하이드라이드, n-프로필알루미늄 디하이드라이드, 이소프로필알루미늄 디하이드라이드, n-부틸알루미늄 디하이드라이드, 이소부틸알루미늄 디하이드라이드 또는 n-옥틸알루미늄 디하이드라이드 등과 같은 히드로카르빌알루미늄 디하이드라이드 등을 들 수 있다. 상기 유기 마그네슘 화합물로는 디에틸마그네슘, 디-n-프로필마그네슘, 디이소프로필마그네슘, 디부틸마그네슘, 디헥실마그네슘, 디페닐마그네슘, 또는 디벤질마그네슘과 같은 알킬마그네슘 화합물 등을 들 수 있고, 또 상기 유기 리튬 화합물로는 n-부틸리튬 등과 같은 알킬 리튬 화합물 등을 들 수 있다. Specifically, as the organic aluminum compound, trimethyl aluminum, triethyl aluminum, tri-n-propyl aluminum, triisopropyl aluminum, tri-n-butyl aluminum, triisobutyl aluminum, tri-t-butyl aluminum, tripentyl Alkyl aluminum, such as aluminum, trihexyl aluminum, tricyclohexyl aluminum, and trioctyl aluminum; Diethylaluminum hydride, di-n-propylaluminum hydride, diisopropylaluminum hydride, di-n-butylaluminum hydride, diisobutylaluminum hydride (DIBAH), di-n-octylaluminum hydride, Diphenylaluminum hydride, di-p-tolylaluminum hydride, dibenzylaluminum hydride, phenylethylaluminum hydride, phenyl-n-propylaluminum hydride, phenylisopropylaluminum hydride, phenyl-n-butylaluminum hydride Ride, phenylisobutylaluminum hydride, phenyl-n-octyl aluminum hydride, p-tolylethylaluminum hydride, p-tolyl-n-propylaluminum hydride, p-tolylisopropylaluminum hydride, p-tolyl- n-butylaluminum hydride, p-tolylisobutylaluminum hydride, p-tolyl-n-octylaluminum hydride, benzylethylaluminum hydride, benzyl-n-propylaluminum hydride, benzylisopropylaluminum hydride, benzyl dihydrocarbyl aluminum hydride such as -n-butyl aluminum hydride, benzyl isobutyl aluminum hydride or benzyl-n-octyl aluminum hydride; Hydrocarbyl aluminum dihydride such as ethyl aluminum dihydride, n-propyl aluminum dihydride, isopropyl aluminum dihydride, n-butyl aluminum dihydride, isobutyl aluminum dihydride or n-octyl aluminum dihydride. Hydride, etc. are mentioned. Examples of the organic magnesium compound include diethyl magnesium, di-n-propyl magnesium, diisopropyl magnesium, dibutyl magnesium, dihexyl magnesium, diphenyl magnesium, or alkyl magnesium compounds such as dibenzyl magnesium, and the like. Examples of the organolithium compound include alkyl lithium compounds such as n-butyllithium.

또한, 상기 유기 알루미늄 화합물은 알루미녹산일 수 있다.In addition, the organic aluminum compound may be aluminoxane.

상기 알루미녹산은 트리히드로카르빌 알루미늄계 화합물에 물을 반응시킴으로써 제조된 것일 수 있으며, 구체적으로는 하기 화학식 2a의 직쇄 알루미녹산 또는 하기 화학식 2b의 환형 알루미녹산일 수 있다. The aluminoxane may be prepared by reacting water with a trihydrocarbyl aluminum-based compound, and specifically, may be a straight-chain aluminoxane represented by the following Formula 2a or a cyclic aluminoxane represented by the following Formula 2b.

[화학식 2a][Formula 2a]

Figure pat00003
Figure pat00003

[화학식 2b][Formula 2b]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 화학식 2a 및 2b에서, R은 탄소 원자를 통해 알루미늄 원자에 결합하는 1가의 유기기로서, 하이드로카르빌기일 수 일 수 있으며, x 및 y는 서로 독립적으로 1 이상의 정수, 구체적으로는 1 내지 100, 더 구체적으로는 2 내지 50의 정수일 수 있다. In Formulas 2a and 2b, R is a monovalent organic group bonded to an aluminum atom through a carbon atom, and may be a hydrocarbyl group, and x and y are independently an integer of 1 or more, specifically 1 to 100. , More specifically, it may be an integer of 2 to 50.

보다 더 구체적으로는, 상기 알루미녹산은 메틸알루미녹산(MAO), 변성 메틸알루미녹산(MMAO), 에틸알루미녹산, n-프로필알루미녹산, 이소프로필알루미녹산, 부틸알루미녹산, 이소부틸알루미녹산, n-펜틸알루미녹산, 네오펜틸알루미녹산, n-헥실알루미녹산, n-옥틸알루미녹산, 2-에틸헥실알루미녹산, 사이클로헥실알루미녹산, 1-메틸사이클로펜틸알루미녹산, 페닐알루미녹산 또는 2,6-디메틸페닐 알루미녹산 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.More specifically, the aluminoxane is methylaluminoxane (MAO), modified methylaluminoxane (MMAO), ethylaluminoxane, n-propylaluminoxane, isopropylaluminoxane, butylaluminoxane, isobutylaluminoxane, n -Pentyl aluminoxane, neopentyl aluminoxane, n-hexyl aluminoxane, n-octyl aluminoxane, 2-ethylhexyl aluminoxane, cyclohexyl aluminoxane, 1-methylcyclopentyl aluminoxane, phenylaluminoxane or 2,6- It may be dimethylphenyl aluminoxane and the like, and any one or a mixture of two or more of them may be used.

또한, 상기 변성 메틸알루미녹산은 메틸알루미녹산의 메틸기를 수식기(R), 구체적으로는 탄소수 2 내지 20의 탄화수소기로 치환한 것으로, 구체적으로는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있다.In addition, the modified methylaluminoxane is obtained by substituting the methyl group of methylaluminoxane with a modifier (R), specifically a hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms, and may be a compound represented by the following formula (3).

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00005
Figure pat00005

상기 화학식 3에서, R은 앞서 정의한 바와 같으며, m 및 n은 서로 독립적으로 2 이상의 정수일 수 있다. 또한, 상기 화학식 3에서, Me는 메틸기(methyl group)를 나타내는 것이다. In Formula 3, R is as defined above, and m and n may be an integer of 2 or more independently of each other. In addition, in Formula 3, Me represents a methyl group.

구체적으로, 상기 화학식 3에서 상기 R은 탄소수 2 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알케닐기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬기, 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴기, 알릴기 또는 탄소수 2 내지 20의 알키닐기일 수 있으며, 보다 구체적으로는 에틸기, 이소부틸기, 헥실기 또는 옥틸기 등과 같은 탄소수 2 내지 10의 알킬기이고, 보다 더 구체적으로는 이소부틸기일 수 있다.Specifically, in Formula 3, R is an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkenyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, It may be an arylalkyl group having 7 to 20 carbon atoms, an alkylaryl group having 7 to 20 carbon atoms, an allyl group or an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, and more specifically, 2 carbon atoms such as an ethyl group, an isobutyl group, a hexyl group or an octyl group. It is an alkyl group of to 10, and more specifically, it may be an isobutyl group.

더 구체적으로, 상기 변성 메틸알루미녹산은 메틸알루미녹산의 메틸기의 약 50 내지 90 몰%를 상기한 탄화수소기로 치환한 것일 수 있다. 변성 메틸알루미녹산 내 치환된 탄화수소기의 함량이 상기 범위 내일 때, 알킬화를 촉진시켜 촉매활성을 증가시킬 수 있다.More specifically, the modified methylaluminoxane may be obtained by substituting about 50 to 90 mol% of the methyl group of methylaluminoxane with the hydrocarbon group described above. When the content of the substituted hydrocarbon group in the modified methylaluminoxane is within the above range, the catalytic activity may be increased by promoting alkylation.

이와 같은 변성 메틸알루미녹산은 통상의 방법에 따라 제조될 수 있으며, 구체적으로는 트리메틸알루미늄과 트리메틸알루미늄 이외의 알킬알루미늄을 이용하여 제조될 수 있다. 이때 상기 알킬알루미늄은 트리이소부틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리헥실알루미늄 또는 트리옥틸알루미늄 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.Such modified methylaluminoxane may be prepared according to a conventional method, and specifically, may be prepared using trimethylaluminum and alkyl aluminum other than trimethylaluminum. At this time, the alkyl aluminum may be triisobutyl aluminum, triethyl aluminum, trihexyl aluminum or trioctyl aluminum, and any one or a mixture of two or more of them may be used.

상기 촉매 조성물은 상기 알킬화제를 상기 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물 1몰에 대하여 1 내지 200몰, 구체적으로는 1 내지 100몰, 더욱 구체적으로는 3 내지 20몰로 포함하는 것일 수 있다. 만약, 상기 알킬화제를 200몰을 초과하여 포함하는 경우에는 중합체 제조 시 촉매 반응 제어가 용이하지 않고, 과량의 알킬화제가 부반응을 일으킬 우려가 있다. The catalyst composition may include 1 to 200 moles, specifically 1 to 100 moles, and more specifically 3 to 20 moles of the alkylating agent per 1 mole of the lanthanum-based rare earth element-containing compound. If more than 200 moles of the alkylating agent are included, it is not easy to control the catalytic reaction during the production of the polymer, and there is a concern that an excess of the alkylating agent may cause side reactions.

(b) 할로겐화물(b) halide

상기 할로겐화물은 특별히 제한하는 것은 아니나, 예컨대 할로겐 단체(單體), 할로겐간 화합물(interhalogen compound), 할로겐화수소, 유기 할라이드, 비금속 할라이드, 금속 할라이드 또는 유기금속 할라이드 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 이중에서도 촉매 활성 향상 및 이에 따른 반응성 개선 효과의 우수함을 고려할 때 상기 할로겐화물로는 유기 할라이드, 금속 할라이드 및 유기금속 할라이드로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.The halide is not particularly limited, for example, a halogen alone, an interhalogen compound, a hydrogen halide, an organic halide, a non-metal halide, a metal halide or an organometallic halide, and any of these One or a mixture of two or more may be used. Among these, when considering the excellent effect of improving catalytic activity and thus improving reactivity, any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of an organic halide, a metal halide, and an organometallic halide may be used as the halide.

상기 할로겐 단체로는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드를 들 수 있다. Examples of the halogen alone include fluorine, chlorine, bromine or iodine.

또한, 상기 할로겐간 화합물로는 요오드 모노클로라이드, 요오드 모노브로마이드, 요오드 트리클로라이드, 요오드 펜타플루오라이드, 요오드 모노플루오라이드 또는 요오드 트리플루오라이드 등을 들 수 있다. Further, examples of the interhalogen compound include iodine monochloride, iodine monobromide, iodine trichloride, iodine pentafluoride, iodine monofluoride or iodine trifluoride.

또한, 상기 할로겐화수소로는 불화수소, 염화수소, 브롬화수소 또는 요오드화수소를 들 수 있다.Further, the hydrogen halide may include hydrogen fluoride, hydrogen chloride, hydrogen bromide, or hydrogen iodide.

또한, 상기 유기 할라이드로는 t-부틸 클로라이드(t-BuCl), t-부틸 브로마이드, 알릴 클로라이드, 알릴 브로마이드, 벤질 클로라이드, 벤질 브로마이드, 클로로-디-페닐메탄, 브로모-디-페닐메탄, 트리페닐메틸 클로라이드, 트리페닐메틸 브로마이드, 벤질리덴 클로라이드, 벤질리덴 브로마이드, 메틸트리클로로실란, 페닐트리클로로실란, 디메틸디클로로실란, 디페닐디클로로실란, 트리메틸클로로실란(TMSCl), 벤조일 클로라이드, 벤조일 브로마이드, 프로피오닐 클로라이드, 프로피오닐 브로마이드, 메틸 클로로포르메이트, 메틸 브로모포르메이트, 요오도메탄, 디요오도메탄, 트리요오도메탄 ('요오도포름'으로도 불리움), 테트라요오도메탄, 1-요오도프로판, 2-요오도프로판, 1,3-디요오도프로판, t-부틸 요오다이드, 2,2-디메틸-1-요오도프로판 ('네오펜틸 요오다이드'로도 불리움), 알릴 요오다이드, 요오도벤젠, 벤질 요오다이드, 디페닐메틸 요오다이드, 트리페닐메틸 요오다이드, 벤질리덴 요오다이드 ('벤잘 요오다이드'로도 불리움), 트리메틸실릴 요오다이드, 트리에틸실릴 요오다이드, 트리페닐실릴 요오다이드, 디메틸디요오도실란, 디에틸디요오도실란, 디페닐디요오도실란, 메틸트리요오도실란, 에틸트리요오도실란, 페닐트리요오도실란, 벤조일 요오다이드, 프로피오닐 요오다이드 또는 메틸 요오도포르메이트 등을 들 수 있다.In addition, as the organic halide, t-butyl chloride (t-BuCl), t-butyl bromide, allyl chloride, allyl bromide, benzyl chloride, benzyl bromide, chloro-di-phenylmethane, bromo-di-phenylmethane, tri Phenylmethyl chloride, triphenylmethyl bromide, benzylidene chloride, benzylidene bromide, methyltrichlorosilane, phenyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, diphenyldichlorosilane, trimethylchlorosilane (TMSCl), benzoyl chloride, benzoyl bromide, propi Onyl chloride, propionyl bromide, methyl chloroformate, methyl bromoformate, iodomethane, diiodomethane, triiodomethane (also called'iodoform'), tetraiodomethane, 1-iodo Dopropane, 2-iodopropane, 1,3-diiodopropane, t-butyl iodide, 2,2-dimethyl-1-iodopropane (also called'neopentyl iodide'), allyl yo Odide, iodobenzene, benzyl iodide, diphenylmethyl iodide, triphenylmethyl iodide, benzylidene iodide (also called'benzal iodide'), trimethylsilyl iodide, triethyl Silyl iodide, triphenylsilyl iodide, dimethyldiiodosilane, diethyldiiodosilane, diphenyldiiodosilane, methyltriiodosilane, ethyltriiodosilane, phenyltriiodosilane, Benzoyl iodide, propionyl iodide, methyl iodoformate, etc. are mentioned.

또한, 상기 비금속 할라이드로는 삼염화인, 삼브롬화인, 오염화인, 옥시염화인, 옥시브롬화인, 삼불화붕소, 삼염화붕소, 삼브롬화붕소, 사불화규소, 사염화규소(SiCl4), 사브롬화규소, 삼염화비소, 삼브롬화비소, 사염화셀레늄, 사브롬화셀레늄, 사염화텔루르, 사브롬화텔루르, 사요오드화규소, 삼요오드화비소, 사요오드화텔루르, 삼요오드화붕소, 삼요오드화인, 옥시요오드화인 또는 사요오드화셀레늄 등을 들 수 있다.In addition, as the non-metal halide, phosphorus trichloride, phosphorus tribromide, phosphorus pentachloride, phosphorus oxychloride, phosphorus oxychloride, boron trifluoride, boron trichloride, boron tribromide, silicon tetrafluoride, silicon tetrachloride (SiCl 4 ), silicon tetrabromide , Arsenic trichloride, arsenic tribromide, selenium tetrachloride, selenium tetrabromide, tellurium tetrachloride, tellurium tetrabromide, silicon tetrachloride, arsenic triiodide, tellurium sayiodide, boron triiodide, phosphorus triiodide, selenium oxyiodide or phosphorus triiodide, etc. Can be mentioned.

또한, 상기 금속 할라이드로는 사염화주석, 사브롬화주석, 삼염화알루미늄, 삼브롬화알루미늄, 삼염화안티몬, 오염화안티몬, 삼브롬화안티몬, 삼불화알루미늄, 삼염화갈륨, 삼브롬화갈륨, 삼불화갈륨, 삼염화인듐, 삼브롬화인듐, 삼불화인듐, 사염화티타늄, 사브롬화티타늄, 이염화아연, 이브롬화아연, 이불화아연, 삼요오드화알루미늄, 삼요오드화갈륨, 삼요오드화인듐, 사요오드화티타늄, 이요오드화아연, 사요오드화게르마늄, 사요오드화주석, 이요오드화주석, 삼요오드화안티몬 또는 이요오드화마그네슘을 들 수 있다.In addition, as the metal halide, tin tetrachloride, tin tetrabromide, aluminum trichloride, aluminum tribromide, antimony trichloride, antimony pentachloride, antimony tribromide, aluminum trifluoride, gallium trichloride, gallium tribromide, gallium trifluoride, indium trichloride, Indium tribromide, indium trifluoride, titanium tetrachloride, titanium tetrabromide, zinc dichloride, zinc dibromide, zinc difluoride, aluminum triiodide, gallium triiodide, indium triiodide, titanium tetraiodide, zinc iodide, tetraiodide Germanium, tin sayodine, tin iodide, antimony triiodide, or magnesium iodide.

또한, 상기 유기금속 할라이드로는 디메틸알루미늄 클로라이드, 디에틸알루미늄 클로라이드, 디메틸알루미늄 브로마이드, 디에틸알루미늄 브로마이드, 디메틸알루미늄 플루오라이드, 디에틸알루미늄 플루오라이드, 메틸알루미늄 디클로라이드, 에틸알루미늄 디클로라이드, 메틸알루미늄 디브로마이드, 에틸알루미늄 디브로마이드, 메틸알루미늄 디플루오라이드, 에틸알루미늄 디플루오라이드, 메틸알루미늄 세스퀴클로라이드, 에틸알루미늄 세스퀴클로라이드(EASC), 이소부틸알루미늄 세스퀴클로라이드, 메틸마그네슘 클로라이드, 메틸마그네슘 브로마이드, 에틸마그네슘 클로라이드, 에틸마그네슘 브로마이드, n-부틸마그네슘 클로라이드, n-부틸마그네슘 브로마이드, 페닐마그네슘 클로라이드, 페닐마그네슘 브로마이드, 벤질마그네슘 클로라이드, 트리메틸주석 클로라이드, 트리메틸주석 브로마이드, 트리에틸주석 클로라이드, 트리에틸주석 브로마이드, 디-t-부틸주석 디클로라이드, 디-t-부틸주석 디브로마이드, 디-n-부틸주석 디클로라이드, 디-n-부틸주석 디브로마이드, 트리-n-부틸주석 클로라이드, 트리-n-부틸주석 브로마이드, 메틸마그네슘 요오다이드, 디메틸알루미늄 요오다이드, 디에틸알루미늄 요오다이드, 디-n-부틸알루미늄 요오다이드, 디이소부틸알루미늄 요오다이드, 디-n-옥틸알루미늄 요오다이드, 메틸알루미늄 디요오다이드, 에틸알루미늄 디요오다이드, n-부틸알루미늄 디요오다이드, 이소부틸알루미늄 디요오다이드, 메틸알루미늄 세스퀴요오다이드, 에틸알루미늄 세스퀴요오다이드, 이소부틸알루미늄 세스퀴요오다이드, 에틸마그네슘 요오다이드, n-부틸마그네슘 요오다이드, 이소부틸마그네슘 요오다이드, 페닐마그네슘 요오다이드, 벤질마그네슘 요오다이드, 트리메틸주석 요오다이드, 트리에틸주석 요오다이드, 트리-n-부틸주석 요오다이드, 디-n-부틸주석 디요오다이드 또는 디-t-부틸주석 디요오다이드 등을 들 수 있다.In addition, the organometallic halide includes dimethyl aluminum chloride, diethyl aluminum chloride, dimethyl aluminum bromide, diethyl aluminum bromide, dimethyl aluminum fluoride, diethyl aluminum fluoride, methyl aluminum dichloride, ethyl aluminum dichloride, methyl aluminum dichloride. Bromide, ethyl aluminum dibromide, methyl aluminum difluoride, ethyl aluminum difluoride, methyl aluminum sesquichloride, ethyl aluminum sesquichloride (EASC), isobutyl aluminum sesquichloride, methyl magnesium chloride, methyl magnesium bromide, ethyl Magnesium chloride, ethyl magnesium bromide, n-butyl magnesium chloride, n-butyl magnesium bromide, phenyl magnesium chloride, phenyl magnesium bromide, benzyl magnesium chloride, trimethyl tin chloride, trimethyl tin bromide, triethyl tin chloride, triethyl tin bromide, di -t-butyltin dichloride, di-t-butyltin dibromide, di-n-butyltin dichloride, di-n-butyltin dibromide, tri-n-butyltin chloride, tri-n-butyltin bromide , Methyl magnesium iodide, dimethyl aluminum iodide, diethyl aluminum iodide, di-n-butyl aluminum iodide, diisobutyl aluminum iodide, di-n-octyl aluminum iodide, methyl aluminum Diiodide, ethyl aluminum diiodide, n-butyl aluminum diiodide, isobutyl aluminum diiodide, methyl aluminum sesquiiodide, ethyl aluminum sesquiiodide, isobutyl aluminum sesquiiodide, ethyl magnesium required Odide, n-butyl magnesium iodide, isobutyl magnesium iodide, phenyl magnesium iodide, benzyl magnesium iodide, trimethyltin iodide, triethyltin iodide, tri-n-butyltin required Odide, di-n-butyltin diiodide, di-t-butyltin diiodide, etc. are mentioned.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매 조성물은 상기 할로겐화물을 상기 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물 1몰에 대하여 1 내지 20몰, 보다 구체적으로는 1 내지 5몰, 보다 구체적으로는 2 내지 3몰로 포함할 수 있다. 만약, 상기 할로겐화물을 20몰을 초과하여 포함하는 경우에는, 촉매 반응의 제거가 용이하지 않고, 과량의 할로겐화물이 부반응을 일으킬 우려가 있다. According to an embodiment of the present invention, the catalyst composition contains 1 to 20 moles, more specifically 1 to 5 moles, and more specifically 2 to 3 moles of the halide based on 1 mole of the lanthanum-based rare earth element-containing compound. Can include. If it contains more than 20 moles of the halide, it is not easy to remove the catalytic reaction, and there is a fear that an excess halide may cause side reactions.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매 조성물은 상기 할로겐화물 대신에 또는 상기 할로겐화물과 함께, 비배위성 음이온 함유 화합물 또는 비배위 음이온 전구체 화합물을 포함할 수도 있다. According to an embodiment of the present invention, the catalyst composition may include a non-coordinating anion-containing compound or a non-coordinating anion precursor compound instead of or together with the halide.

구체적으로, 상기 비배위성 음이온을 포함하는 화합물에 있어서, 비배위성 음이온은 입체 장애로 인해 촉매계의 활성 중심과 배위결합을 형성하지 않는, 입체적으로 부피가 큰 음이온으로서, 테트라아릴보레이트 음이온 또는 불화 테트라아릴보레이트 음이온 등일 수 있다. 또한, 상기 비배위성 음이온을 포함하는 화합물은 상기한 비배위성 음이온과 함께 트리아릴 카르보늄 양이온과 같은 카르보늄 양이온; N,N-디알킬 아닐리늄 양이온 등과 같은 암모늄 양이온, 또는 포스포늄 양이온 등의 상대 양이온을 포함하는 것일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 비배위성 음이온을 포함하는 화합물은, 트리페닐 카르보늄 테트라키스(펜타플루오로 페닐) 보레이트, N,N-디메틸아닐리늄 테트라키스(펜타플루오로 페닐) 보레이트, 트리페닐 카르보늄 테트라키스[3,5-비스(트리플루오로메틸) 페닐]보레이트, 또는 N,N-디메틸아닐리늄 테트라키스[3,5-비스(트리플루오로메틸) 페닐]보레이트 등일 수 있다.Specifically, in the compound containing the non-coordinating anion, the non-coordinating anion is a sterically bulky anion that does not form a coordination bond with the active center of the catalyst system due to steric hindrance, and is a tetraarylborate anion or fluorinated tetraaryl. It may be a borate anion and the like. Further, the compound containing the non-coordinating anion may include a carbonium cation such as a triaryl carbonium cation together with the non-coordinating anion; It may include an ammonium cation such as an N,N-dialkyl anilinium cation, or a counter cation such as a phosphonium cation. More specifically, the compound containing the non-coordinating anion is triphenyl carbonium tetrakis (pentafluoro phenyl) borate, N,N-dimethylanilinium tetrakis (pentafluoro phenyl) borate, triphenyl carbonium tetra Kiss[3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl]borate, or N,N-dimethylanilinium tetrakis[3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl]borate, and the like.

또한, 상기 비배위성 음이온 전구체로서는, 반응 조건하에서 비배위성 음이온이 형성 가능한 화합물로서, 트리아릴 붕소 화합물(BE3, 이때 E는 펜타플루오로페닐기 또는 3,5-비스(트리플루오로메틸) 페닐기 등과 같은 강한 전자흡인성의 아릴기임)을 들 수 있다.In addition, as the non-coordinating anion precursor, a compound capable of forming a non-coordinating anion under reaction conditions, a triaryl boron compound (BE 3 , wherein E is a pentafluorophenyl group or a 3,5-bis(trifluoromethyl) phenyl group, etc. The same strong electron-attracting aryl group).

(c) 공액디엔계 단량체(c) conjugated diene monomer

또한, 상기 촉매 조성물은 공액디엔계 단량체를 더 포함할 수 있으며, 중합반응에 사용되는 공액디엔계 단량체의 일부를 촉매 조성물 조성물과 미리 혼합하여 전(pre) 중합한 예비중합(preforming) 또는 예비혼합(premix) 촉매 조성물의 형태로 사용함으로써, 촉매 조성물 활성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제조되는 공액디엔계 중합체를 안정화시킬 수 있다. In addition, the catalyst composition may further include a conjugated diene-based monomer, and pre-polymerization or pre-polymerization obtained by pre-mixing a part of the conjugated diene-based monomer used in the polymerization reaction with the catalyst composition composition. By using it in the form of a (premix) catalyst composition, not only can the catalyst composition activity be improved, but also the prepared conjugated diene-based polymer can be stabilized.

상기 "예비중합(preforming)"이란, 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물, 알킬화제 및 할로겐화물을 포함하는 촉매 조성물, 즉 촉매 시스템에서 디이소부틸알루미늄 하이드라이드(DIBAH) 등을 포함하는 경우, 이와 함께 다양한 촉매 조성물 활성종 생성가능성을 줄이기 위해 1,3-부타디엔 등의 공액디엔계 단량체를 소량 첨가하게 되며, 1,3-부타디엔 첨가와 함께 촉매 조성물 시스템 내에서 전(pre) 중합이 이루어짐을 의미할 수 있다. 또한 "예비혼합(premix)"이란 촉매 조성물 시스템에서 중합이 이루어지지 않고 각 화합물들이 균일하게 혼합된 상태를 의미할 수 있다.The "preforming" means a catalyst composition containing a lanthanum-based rare earth element-containing compound, an alkylating agent, and a halide, that is, when the catalyst system includes diisobutylaluminum hydride (DIBAH), etc., various catalysts A small amount of a conjugated diene-based monomer such as 1,3-butadiene is added to reduce the possibility of generating active species in the composition, and it may mean that pre-polymerization is performed in the catalyst composition system with the addition of 1,3-butadiene. . In addition, "premix" may mean a state in which polymerization is not performed in the catalyst composition system and each compound is uniformly mixed.

이때, 상기 촉매 조성물의 제조에 사용되는 공액디엔계 단량체는 상기 중합반응에 사용되는 공액디엔계 단량체의 총 사용량 범위 내에서 일부의 양이 사용되는 것일 수 있으며, 예컨대 상기 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물 1몰에 대하여 1 내지 100몰, 구체적으로는 10 내지 50몰, 또는 20 내지 50몰로 사용되는 것일 수 있다.At this time, the conjugated diene-based monomer used in the preparation of the catalyst composition may be used in a partial amount within the total amount of the conjugated diene-based monomer used in the polymerization reaction, for example, the lanthanum-based rare earth element-containing compound 1 1 to 100 moles, specifically 10 to 50 moles, or 20 to 50 moles per mole may be used.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매 조성물은 유기용매 중에서 전술한 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물 및 알킬화제, 할로겐화물 및 공액디엔계 단량체 중 적어도 하나, 구체적으로는 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물, 알킬화제 및 할로겐화물, 그리고 선택적으로 공액디엔계 단량체를 혼합함으로써 제조할 수 있다. 이때, 상기 유기용매는 상기한 촉매 조성물의 구성 성분들과 반응성이 없는 탄화수소 용매일 수 있다. 구체적으로, 상기 탄화수소 용매는 n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, n-노난, n-데칸, 이소펜탄, 이소헥산, 이소펜탄, 이소옥탄, 2,2-디메틸부탄, 시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로펜탄 또는 메틸시클로헥산 등과 같은 선형, 분지형 또는 환형의 탄소수 5 내지 20의 지방족 탄화수소; 석유 에테르(petroleum ether) 또는 석유 주정제(petroleum spirits), 또는 케로센(kerosene) 등과 같은 탄소수 5 내지 20의 지방족 탄화수소의 혼합용매; 또는 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌 등과 같은 방향족 탄화수소 용매 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 탄화수소 용매는 상기한 선형, 분지형 또는 환형의 탄소수 5 내지 20의 지방족 탄화수소 또는 지방족 탄화수소의 혼합용매일 수 있으며, 보다 더 구체적으로는 n-헥산, 시클로헥산, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the catalyst composition is at least one of the above-described lanthanum-based rare earth element-containing compound and alkylating agent, halide and conjugated diene-based monomer in an organic solvent, specifically, a lanthanum-based rare earth element-containing compound, an alkylating agent, and It can be produced by mixing a halide and optionally a conjugated diene-based monomer. In this case, the organic solvent may be a hydrocarbon solvent that is not reactive with the constituents of the catalyst composition. Specifically, the hydrocarbon solvent is n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane, isopentane, isohexane, isopentane, isooctane, 2,2-dimethylbutane, cyclo Linear, branched or cyclic aliphatic hydrocarbons having 5 to 20 carbon atoms such as pentane, cyclohexane, methylcyclopentane or methylcyclohexane; Mixed solvents of aliphatic hydrocarbons having 5 to 20 carbon atoms such as petroleum ether or petroleum spirits, or kerosene; Alternatively, it may be an aromatic hydrocarbon solvent such as benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, or the like, and any one or a mixture of two or more of them may be used. More specifically, the hydrocarbon solvent may be a linear, branched or cyclic C 5 to C 20 aliphatic hydrocarbon or a mixed solvent of an aliphatic hydrocarbon, and more specifically n-hexane, cyclohexane, or a mixture thereof. I can.

상기 유기용매는 촉매 조성물을 구성하는 구성 성분, 특히 알킬화제의 종류에 따라 적절히 선택될 수 있다.The organic solvent may be appropriately selected depending on the constituent components constituting the catalyst composition, particularly the type of alkylating agent.

구체적으로, 알킬화제로서 메틸알루미녹산(MAO) 또는 에틸알루미녹산 등의 알킬알루미녹산의 경우 지방족 탄화수소 용매에 쉽게 용해되지 않기 때문에 방향족 탄화수소 용매가 적절히 사용될 수 있다. Specifically, as the alkylating agent, an aromatic hydrocarbon solvent may be appropriately used because an alkylaluminoxane such as methylaluminoxane (MAO) or ethylaluminoxane is not easily dissolved in an aliphatic hydrocarbon solvent.

또한, 알킬화제로서 변성 메틸알루미녹산이 사용되는 경우, 지방족 탄화수소 용매가 적절히 사용될 수 있다. 이 경우, 중합 용매로서 주로 사용되는 헥산 등의 지방족 탄화수소 용매와 함께 단일 용매 시스템의 구현이 가능하므로 중합 반응에 더욱 유리할 수 있다. 또한, 지방족 탄화수소 용매는 촉매 활성을 촉진시킬 수 있으며, 이러한 촉매 활성에 의해 반응성을 더욱 향상시킬 수 있다.Further, when modified methylaluminoxane is used as the alkylating agent, an aliphatic hydrocarbon solvent may be appropriately used. In this case, since it is possible to implement a single solvent system together with an aliphatic hydrocarbon solvent such as hexane, which is mainly used as a polymerization solvent, it may be more advantageous for the polymerization reaction. In addition, the aliphatic hydrocarbon solvent can promote catalytic activity, and the reactivity can be further improved by such catalytic activity.

상기 유기용매는 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물 1몰에 대하여 20 내지 20,000몰, 보다 구체적으로는 100 내지 1,000몰로 사용되는 것일 수 있다.The organic solvent may be used in an amount of 20 to 20,000 moles, more specifically 100 to 1,000 moles, per 1 mole of the lanthanum-based rare earth element-containing compound.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S1) 단계 이후 (S2) 단계를 시작하기 전, 또는 (S1) 단계 진행 중에 2,6-디-t-부틸파라크레졸 등과 같은 산화방지제 등의 첨가제가 더 사용될 수 있다. 이외에도, 통상 용액 중합을 용이하도록 하는 첨가제, 구체적으로는 킬레이트제, 분산제, pH 조절제, 탈산소제 또는 산소포착제(oxygen scavenger)와 같은 첨가제가 선택적으로 더 사용될 수도 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, antioxidants such as 2,6-di-t-butylparacresol, etc., before starting step (S2) after step (S1), or during step (S1) Further additives can be used. In addition, additives to facilitate solution polymerization in general, specifically, additives such as a chelating agent, a dispersing agent, a pH adjusting agent, a deoxygenating agent, or an oxygen scavenger may be optionally further used.

또한, 상기 중합 반응은 상기 촉매 조성물 및 중합체를 실활시키지 않기 위해, 일례로 중합 반응계 내에 산소, 물, 탄산가스 등의 실활 작용이 있는 화합물의 혼입을 방지하는 것이 바람직할 수 있다.In addition, in the polymerization reaction, in order not to deactivate the catalyst composition and the polymer, for example, it may be preferable to prevent the incorporation of a compound having a deactivating action such as oxygen, water, and carbon dioxide gas into the polymerization reaction system.

상기 (S1) 단계 이후 (S2) 단계를 시작하기 이전에 중합을 정지시키기 위해 중합 정지제를 첨가할 수 있으며, 중합 정지제는 공액디엔계 중합 공정에 사용되는 중합 정지제라면 제한 없이 사용 가능하며, 구체적으로 인산에스터계 중합 정지제를 사용할 수 있다. 상기 중합 정지제는 공액디엔계 단량체 100 중량부 기준으로 0.01 내지 0.4 중량부를 첨가하는 것일 수 있다.After the step (S1) and before the start of step (S2), a polymerization terminator may be added to stop the polymerization, and the polymerization terminator may be used without limitation as long as it is a polymerization terminator used in the conjugated diene-based polymerization process. , Specifically, a phosphate ester-based polymerization terminator may be used. The polymerization terminator may be added in an amount of 0.01 to 0.4 parts by weight based on 100 parts by weight of a conjugated diene-based monomer.

상기와 같은 중합 반응의 결과로서, 상기 희토류 금속 화합물을 포함하는 촉매 조성물로부터 활성화된 유기 금속 부위를 포함하는 활성 중합체, 보다 구체적으로는 1,3-부타디엔 단량체 단위를 포함하는 네오디뮴 촉매화 공액디엔계 중합체가 생성되고, 상기 제조된 공액디엔계 중합체는 슈도 리빙 특성을 가질 수 있다.As a result of the polymerization reaction as described above, an active polymer containing an organometallic moiety activated from the catalyst composition containing the rare earth metal compound, more specifically, a neodymium catalyzed conjugated diene system containing a 1,3-butadiene monomer unit A polymer is produced, and the prepared conjugated diene-based polymer may have pseudo-living properties.

(S2) 단계Step (S2)

상기 (S2) 단계는 상기 활성 중합체를 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물 과 반응시키는 단계로서 커플링 반응기에서 수행되며, 이는 중합 반응기 중 마지막 반응기를 의미하는 것일 수 있다. 여기서, 상기 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물은 활성 중합체의 말단 일부와 반응하여 활성 중합체와의 커플링에 의해 분자량을 상승시킬 수 있는 커플링제로 작용할 수 있다.The step (S2) is a step of reacting the active polymer with a tin chloride compound or a sulfur chloride compound and is performed in a coupling reactor, which may mean the last reactor among the polymerization reactors. Here, the tin chloride compound or the sulfur chloride compound may act as a coupling agent capable of increasing the molecular weight by reacting with a portion of the terminal of the active polymer and coupling with the active polymer.

상기 염화주석 화합물은 사염화주석, 삼염화모노부틸주석, 삼염화이소부틸주석, 삼염화메틸주석, 이염화디부틸주석, 이염화디이소부틸주석 또는 이염화디(t-부틸주석)일 수 있고, 상기 염화황 화합물은 이염화이황(S2Cl2), 이염화황(SCl2) 또는 염화티오닐(SOCl2)일 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물로서 커플링제로 사용가능한 물질이라면 제한되지 않고 본 발명에 적용 가능하다.The tin chloride compound may be tin tetrachloride, monobutyl tin trichloride, isobutyl tin trichloride, methyl tin trichloride, dibutyl tin dichloride, diisobutyl tin dichloride or di(t-butyl tin) dichloride, and the sulfur chloride compound is It may be disulphur dichloride (S 2 Cl 2 ), sulfur dichloride (SCl 2 ) or thionyl chloride (SOCl 2 ), but is not limited thereto, and any material that can be used as a coupling agent as a tin chloride compound or a sulfur chloride compound is not limited. It can be applied to the present invention without.

본 발명의 제조방법은 2기 이상의 반응기를 포함하는 중합 반응기에서 수행되는 연속 제조방법으로서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S2) 단계는 중합 반응기 중 마지막 반응기에서 수행된다. 본 발명의 제조방법이 제1 및 제2 반응기를 포함하는 중합 반응기에서 실시될 경우 (S1) 단계의 활성 중합체 제조는 제1 반응기에서 모두 완료되며, 이 경우 (S1) 단계에서 제조된 활성 중합체는 제2 반응기로 이송되어 제2 반응기에서 (S2) 단계가 실시된다. 또한, 본 발명의 제조방법이 3기 이상의 반응기를 포함하는 중합 반응기에서 실시될 경우 (S1) 단계는 제1 반응기에서부터 마지막 반응기 이전의 반응기까지 연속적으로 수행될 수 있으며, 이로부터 수득된 활성 중합체는 마지막 반응기로 이송되어 혼합 용액과 반응함으로써 (S2) 단계가 수행된다.The production method of the present invention is a continuous production method carried out in a polymerization reactor including two or more reactors, and according to an embodiment of the present invention, step (S2) is carried out in the last reactor among the polymerization reactors. When the production method of the present invention is carried out in a polymerization reactor including a first and a second reactor, the preparation of the active polymer in step (S1) is all completed in the first reactor, and in this case, the active polymer prepared in step (S1) is It is transferred to the second reactor and step (S2) is performed in the second reactor. In addition, when the production method of the present invention is carried out in a polymerization reactor including three or more reactors, step (S1) may be continuously carried out from the first reactor to the reactor before the last reactor, and the active polymer obtained therefrom is Step (S2) is carried out by being transferred to the last reactor and reacting with the mixed solution.

상기와 같이 본 발명에서 이용하는 중합 반응기는 2기 이상의 반응기를 포함하고 이들은 모두 직렬로 연결되어 연속적 중합 및 커플링 공정을 수행할 수 있는 구조이며, 각 반응기 사이의 이송 라인이 구비되어 있다. (S1) 단계에서 제조된 활성 중합체는 전술한 바와 같이 마지막 반응기로 이송되어 (S2) 단계가 수행되는데, 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물, 및 탄화수소 용매를 포함하는 혼합 용액은 (S2) 단계에 이용되기 위해 마지막 반응기에 투입되며, 이 때 상기 혼합 용액은 (S1) 단계에서 제조된 활성 중합체가 배출되는 반응기의 하단, 또는 이로부터 마지막 반응기로 활성 중합체를 이송시키는 이송 라인의 중간 등, 마지막 반응기에 활성 중합체가 도달하기 전 미리 투입되는 것이 아니라, 상기 이송 라인과 별도의 라인을 통해 마지막 반응기에 투입되며, 이를 통해 활성 중합체가 이송되어 마지막 반응기로 투입되기 전 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물과 반응하지 않을 수 있다.As described above, the polymerization reactor used in the present invention includes two or more reactors, all of which are connected in series to perform a continuous polymerization and coupling process, and a transfer line between each reactor is provided. The active polymer prepared in step (S1) is transferred to the last reactor as described above to perform step (S2), and a mixed solution containing a tin chloride compound or a sulfur chloride compound, and a hydrocarbon solvent is used in step (S2). In this case, the mixed solution is added to the last reactor, such as at the bottom of the reactor from which the active polymer prepared in step (S1) is discharged, or in the middle of a transfer line for transferring the active polymer to the last reactor. The active polymer is not added in advance before reaching, but is introduced into the last reactor through a separate line from the transfer line, through which the active polymer is transferred and does not react with the tin chloride compound or the sulfur chloride compound before being introduced into the last reactor. May not.

만약, 마지막 반응기 이전의 반응기에서 활성 중합체를 수득한 후 마지막 반응기로 이송되기 전 미리 혼합 용액을 투입하거나, 마지막 반응기로 활성 중합체를 이송하는 이송 라인에 혼합 용액을 투입할 경우, 이송 라인을 흐르면서 활성 중합체와 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물(커플링제)이 일부 반응을 일으키게 되며 이는 교반기가 없는 라인 내에서 수행되는 것이므로 이들이 고르게 혼합되지 못한 상태로 반응을 일으키면서 겔화가 일어나게 될 것이다. 본 발명에서는 상기 이송 라인과 별도의 라인을 통해 혼합 용액을 마지막 반응기에 직접 투입함으로써, 마지막 반응기에 투입된 혼합 용액과 이송된 활성 중합체를 고르게 혼합하고 적절한 속도로 반응시켜 겔화가 일어나지 않은 공액디엔계 중합체를 제조할 수 있다.If, after obtaining the active polymer from the reactor before the last reactor, before being transferred to the last reactor, the mixed solution is added in advance, or when the mixed solution is added to the transfer line that transfers the active polymer to the last reactor, the active polymer is activated while flowing through the transfer line. The polymer and the tin chloride compound or the sulfur chloride compound (coupling agent) cause some reaction, which is carried out in a line without a stirrer, so that gelation will occur as they react in a state where they are not evenly mixed. In the present invention, by directly injecting the mixed solution into the last reactor through the transfer line and a separate line, the mixed solution injected into the last reactor and the transferred active polymer are evenly mixed and reacted at an appropriate rate to prevent gelation. Can be manufactured.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S2) 단계가 수행되는 마지막 반응기는 교반기를 구비하고 있는 것이 바람직하고, 이를 통해 전술한 바와 같이 활성 중합체와 혼합 용액을 더욱 균일하게 혼합할 수 있으며, 겔화가 일어나는 것을 효율적으로 방지할 수 있는 측면이 있다. According to an embodiment of the present invention, it is preferable that the last reactor in which the step (S2) is performed has a stirrer, through which the active polymer and the mixed solution can be more uniformly mixed as described above, and gelation There is an aspect that can effectively prevent the from occurring.

상기 (S2) 단계의 혼합 용액은 탄화수소 용매에 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물을 용해시킨 용액으로서, 혼합 용액에 포함된 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물의 함량은 혼합 용액 대비 0.05 내지 0.3 중량%일 수 있고, 구체적으로는 0.05 내지 0.2 중량%, 보다 구체적으로는 0.05 내지 0.1 중량%일 수 있다. The mixed solution in step (S2) is a solution obtained by dissolving a tin chloride compound or a sulfur chloride compound in a hydrocarbon solvent, and the content of the tin chloride compound or sulfur chloride compound contained in the mixed solution may be 0.05 to 0.3% by weight compared to the mixed solution. And, specifically, it may be 0.05 to 0.2% by weight, more specifically 0.05 to 0.1% by weight.

상기와 같이 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물을 희석하여 사용함으로써, 본 발명에서는 활성 중합체와 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물과의 급격한 반응으로 인해 겔화 현상이 일어나는 것을 방지하였으며, 겔화 현상을 방지하면서도 상기 화합물과의 반응으로 인한 커플링 공정은 효율적으로 수행되도록 제어하였다. 즉, 본 발명에서는 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물을 동일한 함량으로 사용하면서도 일정량의 탄화수소 용매와 혼합하여 커플링 반응을 일으키면서도 겔화 현상은 방지하는 최적의 농도를 새롭게 도출한 것이다. By diluting and using a tin chloride compound or a sulfur chloride compound as described above, in the present invention, the gelation phenomenon is prevented from occurring due to a rapid reaction between the active polymer and the tin chloride compound or the sulfur chloride compound, and while preventing the gelation phenomenon, the compound The coupling process due to the reaction was controlled to be efficiently performed. That is, in the present invention, a tin chloride compound or a sulfur chloride compound is used in the same amount, and the optimum concentration is newly derived to cause a coupling reaction while preventing a gelation phenomenon by mixing with a certain amount of a hydrocarbon solvent.

혼합 용액에 포함된 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물의 함량이 혼합 용액 대비 0.05 중량% 미만일 경우, 활성 중합체에 비하여 이와 반응할 수 있는 화합물의 함량이 너무 낮아 커플링이 효율적으로 일어날 수 없으며, 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물의 함량이 혼합 용액 대비 0.3 중량% 초과일 경우 겔화 현상이 발생하게 되어 물성 개선된 공액디엔계 중합체를 제조할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. When the content of the tin chloride compound or sulfur chloride compound contained in the mixed solution is less than 0.05% by weight of the mixed solution, the content of the compound that can react with it is too low compared to the active polymer, so that coupling cannot occur efficiently. When the content of the compound or the sulfur chloride compound exceeds 0.3% by weight of the mixed solution, a gelation phenomenon may occur, and thus a problem in that the conjugated diene-based polymer with improved physical properties cannot be prepared may occur.

또한, 상기 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물은 전술한 농도를 만족하면서도, 동시에 절대적 함량은 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물 1당량 대비 3 내지 10당량, 구체적으로는 4 내지 9당량, 또는 5 내지 7당량일 수 있다. In addition, the tin chloride compound or the sulfur chloride compound satisfies the above concentration, and at the same time, the absolute content is 3 to 10 equivalents, specifically 4 to 9 equivalents, or 5 to 7 equivalents of 1 equivalent of the lanthanum-based rare earth element-containing compound. I can.

상기 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물이 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물 1당량 대비 3당량 미만일 경우, 중합체간 커플링 반응이 잘 일어나지 못하여 가공성이 개선되기 어렵고, 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물 1당량 대비 10당량 초과일 경우, 과도한 커플링으로 가공성은 좋아지나 인장 특성 및 점탄성 특성이 극히 열악해지는 문제가 발생할 수 있으며 겔화 현상이 발생하여 산업적 이용에 적절하지 못한 중합체가 제조될 수 있다.If the tin chloride compound or sulfur chloride compound is less than 3 equivalents of 1 equivalent of the lanthanum-based rare earth element-containing compound, the coupling reaction between polymers does not occur well, making it difficult to improve processability, and more than 10 equivalents compared to 1 equivalent of the lanthanum-based rare-earth element-containing compound In this case, the processability is improved due to excessive coupling, but tensile properties and viscoelastic properties may be extremely poor, and a gelation phenomenon may occur, thereby producing a polymer that is not suitable for industrial use.

상기 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물에 사용되는 탄화수소 용매는, 상기 화합물과 반응성이 없어 안정적으로 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물을 용해시키고 있는 화합물이라면 모두 본 발명에 적용가능하다. 구체적으로, 상기 탄화수소 용매는 펜탄, 헥산, 이소펜탄, 헵탄, 옥탄, 이소옥탄 등과 같은 지방족 탄화수소 용매; 시클로펜탄, 메틸시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 에틸시클로헥산 등과 같은 시클로지방족 탄화수소 용매; 또는 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌 등과 같은 방향족 탄화수소 용매 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다. 구체적인 예로 상기 탄화수소 용매는 헥산 등과 같은 지방족 탄화수소 용매일 수 있다.The hydrocarbon solvent used for the tin chloride compound or the sulfur chloride compound is applicable to the present invention as long as it is not reactive with the compound and thus stably dissolves the tin chloride compound or the sulfur chloride compound. Specifically, the hydrocarbon solvent may be an aliphatic hydrocarbon solvent such as pentane, hexane, isopentane, heptane, octane, and isooctane; Cycloaliphatic hydrocarbon solvents such as cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, and the like; Alternatively, at least one selected from the group consisting of aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene may be used. As a specific example, the hydrocarbon solvent may be an aliphatic hydrocarbon solvent such as hexane.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제조방법으로 제조된 공액디엔계 중합체의 겔 함량은 중량 기준으로 0 내지 1000 ppm, 구체적으로는 0 내지 800 ppm, 보다 구체적으로는 0 내지 500 ppm일 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 제조방법은 중합 용액의 겔화를 방지할 수 있으며 이를 통해 제조된 공액디엔계 중합체는 상기 범위의 낮은 함량으로 겔이 함유되어 있다.According to an embodiment of the present invention, the gel content of the conjugated diene-based polymer prepared by the above production method may be 0 to 1000 ppm, specifically 0 to 800 ppm, more specifically 0 to 500 ppm, based on the weight. . As described above, the preparation method of the present invention can prevent gelation of the polymerization solution, and the conjugated diene-based polymer prepared through it contains a gel in a low content within the above range.

상기 겔 함량은 시료를 가위로 잘게 자른 후 19g을 톨루엔 400ml에 넣고 밤새 용해시킨 후 150 Stainless Steel 메쉬로 여과하여 겔을 분리하고, 메쉬 위에 잔류하는 잔여물인 겔을 세척 및 건조하여 중량을 측정하여 확인하였다.The gel content is determined by cutting the sample finely with scissors, adding 19 g to 400 ml of toluene, dissolving overnight, filtering through a 150 stainless steel mesh to separate the gel, washing and drying the residual gel remaining on the mesh, and measuring the weight. I did.

또한, 상기 (S2) 단계는 0 내지 90℃에서 1분 내지 5시간 동안 반응을 수행하는 것일 수 있다. In addition, the (S2) step may be to perform the reaction for 1 minute to 5 hours at 0 to 90 ℃.

상기 (S2) 단계의 종료 후, 2,6-디-t-부틸-p-크레졸(BHT)의 이소프로판올 용액 등을 중합 반응계에 첨가하여 중합 반응을 정지시킬 수 있다. 이후 수증기의 공급을 통해 용제의 분압을 낮추는 스팀 스트립핑 등의 탈용매 처리나 진공 건조 처리를 거쳐서 공액디엔계 중합체가 수득될 수 있다. 또한, 상기 (S2) 단계의 결과로부터 수득되는 반응 생성물 중에는 커플링된 공액디엔계 중합체와 함께, 커플링되지 않은 활성 중합체가 포함될 수도 있다. After the completion of step (S2), the polymerization reaction may be stopped by adding an isopropanol solution of 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT) to the polymerization reaction system. Thereafter, a conjugated diene-based polymer may be obtained through vacuum drying treatment or desolvation treatment such as steam stripping to lower the partial pressure of the solvent through the supply of water vapor. Further, in the reaction product obtained from the result of the step (S2), an active polymer that is not coupled together with a conjugated diene-based polymer may be included.

공액디엔계 중합체Conjugated diene polymer

또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된 공액디엔계 중합체를 제공한다. In addition, the present invention provides a conjugated diene-based polymer prepared by the above production method.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 공액디엔계 중합체는 수평균 분자량(Mn)이 1,000 내지 2,000,000 g/mol, 10,000 내지 1,000,000 g/mol, 또는 100,000 내지 800,000 g/mol일 수 있고, 중량평균 분자량(Mw)이 1,000 내지 3,000,000 g/mol, 10,000 내지 2,000,000 g/mol, 또는 100,000 내지 2,000,000 g/mol일 수 있다. The conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention may have a number average molecular weight (Mn) of 1,000 to 2,000,000 g/mol, 10,000 to 1,000,000 g/mol, or 100,000 to 800,000 g/mol, and a weight average molecular weight ( Mw) may be 1,000 to 3,000,000 g/mol, 10,000 to 2,000,000 g/mol, or 100,000 to 2,000,000 g/mol.

또한, 상기 공액디엔계 중합체는 분자량 분포(MWD, Mw/Mn)가 1.5 이상 4.0 이하인 것일 수 있고, 이에 고무 조성물에 적용시 인장 특성 및 점탄성 특성이 개선될 수 있다. In addition, the conjugated diene-based polymer may have a molecular weight distribution (MWD, Mw/Mn) of 1.5 or more and 4.0 or less, and thus tensile properties and viscoelastic properties may be improved when applied to a rubber composition.

또한, 상기 공액디엔계 중합체는 분자량 분포가 4.0 이하이고, 중량평균 분자량이 500,000 g/mol 이상 1,000,000 g/mol 이하이고, 수평균 분자량이 100,000 g/mol 이상 500,000 g/mol 이하인 것일 수 있다. 상기 중량평균 분자량 및 수평균 분자량은 각각 겔 투과형 크로마토그래피(GPC)로 분석되는 폴리스티렌 환산 분자량이다.In addition, the conjugated diene-based polymer may have a molecular weight distribution of 4.0 or less, a weight average molecular weight of 500,000 g/mol or more and 1,000,000 g/mol or less, and a number average molecular weight of 100,000 g/mol or more and 500,000 g/mol or less. The weight average molecular weight and number average molecular weight are respectively molecular weights in terms of polystyrene analyzed by gel permeation chromatography (GPC).

아울러, 상기 공액디엔계 중합체는 고무 조성물에 적용시 고무 조성물의 기계적 물성, 탄성률 및 가공성의 발란스 좋은 개선 효과를 고려할 때, 상기와 같은 분자량 분포 범위를 가지면서 중량평균 분자량 및 수평균 분자량을 동시에 전술한 범위의 조건에 충족되는 것일 수 있다. In addition, when the conjugated diene-based polymer is applied to a rubber composition, considering the effect of improving the balance of mechanical properties, elastic modulus, and processability of the rubber composition, the weight average molecular weight and number average molecular weight are simultaneously described above while having the above molecular weight distribution range. It may be one that satisfies a range of conditions.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 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.The conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention 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. There is.

고무 조성물, 성형품Rubber composition, molded article

나아가, 본 발명은 상기 공액디엔계 중합체를 포함하는 고무 조성물 및 상기 고무 조성물로부터 제조된 성형품을 제공한다. Furthermore, the present invention provides a rubber composition comprising the conjugated diene-based polymer and a molded article prepared from the rubber composition.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고무 조성물은 공액디엔계 중합체를 0.1 내지 100 중량%, 구체적으로는 10 내지 100 중량%, 더욱 구체적으로는 20 내지 90 중량%로 포함하는 것일 수 있다. 만약, 상기 공액디엔계 중합체의 함량이 0.1 중량% 미만인 경우 결과적으로 상기 고무 조성물을 이용하여 제조된 성형품, 예컨대 타이어의 내마모성 및 내균열성 등의 개선효과가 미미할 수 있다. The rubber composition according to an embodiment of the present invention may include a conjugated diene-based polymer in an amount of 0.1 to 100% by weight, specifically 10 to 100% by weight, and more specifically 20 to 90% by weight. If the content of the conjugated diene-based polymer is less than 0.1% by weight, as a result, the effect of improving abrasion resistance and crack resistance of a molded article manufactured using the rubber composition, such as a tire, may be insignificant.

또한, 상기 고무 조성물은 상기 공액디엔계 중합체 외에 필요에 따라 다른 고무 성분을 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 고무 성분은 고무 조성물 총 중량에 대하여 90 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있다. 구체적으로는 상기 공액디엔계 공중합체 100 중량부에 대하여 1 내지 900 중량부로 포함되는 것일 수 있다. In addition, the rubber composition may further include other rubber components as necessary in addition to the conjugated diene-based polymer, and the rubber component may be included in an amount of 90% by weight or less based on the total weight of the rubber composition. Specifically, it may be included in an amount of 1 to 900 parts by weight based on 100 parts by weight of the conjugated diene-based copolymer.

상기 고무 성분은 천연고무 또는 합성고무일 수 있으며, 예컨대 상기 고무 성분은 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, 부틸 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 a natural rubber or a synthetic rubber, for example, the rubber component is a 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, butyl rubber, halogenated butyl rubber, etc. may be synthetic rubber, any one or a mixture of two or more of them may be used. have.

또한, 상기 고무 조성물은 공액디엔계 중합체 100 중량부에 대하여 0.1 내지 150 중량부의 충진제를 포함하는 것일 수 있으며, 상기 충진제는 실리카계, 카본블랙 또는 이들 조합인 것일 수 있다. 구체적으로는, 상기 충진제는 카본븐랙인 것일 수 있다. In addition, the rubber composition may include 0.1 to 150 parts by weight of a filler based on 100 parts by weight of the conjugated diene-based polymer, and the filler may be silica-based, carbon black, or a combination thereof. Specifically, the filler may be a carbon vnrack.

상기 카본블랙계 충진제는 특별히 제한하는 것은 아니나, 예컨대 질소 흡착 비표면적(N2SA, JIS K 6217-2:2001에 준거해서 측정함)이 20 ㎡/g 내지 250 ㎡/g인 것일 수 있다. 또, 상기 카본블랙은 디부틸프탈레이트 흡유량(DBP)이 80 cc/100g 내지 200 cc/100g인 것일 수 있다. 상기 카본블랙의 질소흡착 비표면적이 250 m2/g을 초과하면 고무 조성물의 가공성이 저하될 우려가 있고, 20 m2/g 미만이면 카본블랙에 의한 보강 성능이 미미할 수 있다. 또한, 상기 카본블랙의 DBP 흡유량이 200 cc/100g을 초과하면 고무 조성물의 가공성이 저하될 우려가 있고, 80 cc/100g 미만이면 카본블랙에 의한 보강 성능이 미미할 수 있다. The carbon black-based filler is not particularly limited, but may have a nitrogen adsorption specific surface area (measured in accordance with N2SA, JIS K 6217-2:2001) of 20 m 2 /g to 250 m 2 /g. In addition, the carbon black may have a dibutylphthalate oil absorption (DBP) of 80 cc/100g to 200 cc/100g. When the nitrogen adsorption specific surface area of the carbon black exceeds 250 m 2 /g, the processability of the rubber composition may be deteriorated, and when it is less than 20 m 2 /g, the reinforcing performance by the carbon black may be insignificant. In addition, when the DBP oil absorption amount of the carbon black exceeds 200 cc/100 g, the processability of the rubber composition may be deteriorated, and when it is less than 80 cc/100 g, the reinforcing performance by the carbon black may be insignificant.

또한, 상기 실리카는 특별히 제한하는 것은 아니나, 예컨대 습식 실리카(함수규산), 건식 실리카(무수규산), 규산칼슘, 규산알루미늄 또는 콜로이드 실리카 등일 수 있다. 구체적으로는, 상기 실리카는 파괴 특성의 개량 효과 및 웨트 그립성(wet grip)의 양립 효과가 가장 현저한 습실 실리카일 수 있다. 또한, 상기 실리카는 질소흡착 비표면적(nitrogen surface area per gram, N2SA)이 120 ㎡/g 내지 180 ㎡/g이고, CTAB(cetyl trimethyl ammonium bromide) 흡착 비표면적이 100 ㎡/g 내지 200 ㎡/g일 수 있다. 상기 실리카의 질소흡착 비표면적이 120 ㎡/g 미만이면 실리카에 의한 보강 성능이 저하될 우려가 있고, 180 ㎡/g을 초과하면 고무 조성물의 가공성이 저하될 우려가 있다. 또한, 상기 실리카의 CTAB 흡착 비표면적이 100 ㎡/g 미만이면 충진제인 실리카에 의한 보강 성능이 저하될 우려가 있고, 200 ㎡/g을 초과하면 고무 조성물의 가공성이 저하될 우려가 있다.In addition, the silica is not particularly limited, but may be, for example, wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, aluminum silicate, or colloidal silica. Specifically, the silica may be a wet room silica having the most remarkable effect of improving fracture properties and having both wet grip properties. In addition, the silica has a nitrogen surface area per gram (N2SA) of 120 m2/g to 180 m2/g, and a specific surface area of CTAB (cetyl trimethyl ammonium bromide) adsorption from 100 m2/g to 200 m2/g Can be When the nitrogen adsorption specific surface area of the silica is less than 120 m 2 /g, the reinforcing performance by silica may be deteriorated, and when it exceeds 180 m 2 /g, the workability of the rubber composition may be deteriorated. In addition, when the CTAB adsorption specific surface area of the silica is less than 100 m 2 /g, the reinforcing performance by silica as a filler may be deteriorated, and when it exceeds 200 m 2 /g, the workability of the rubber composition may be reduced.

한편, 상기 충진제로서 실리카가 사용될 경우 보강성 및 저발열성 개선을 위해 실란 커플링제가 함께 사용될 수 있다. Meanwhile, when silica is used as the filler, a silane coupling agent may be used together to improve reinforcement and low heat generation.

상기 실란 커플링제로는 구체적으로 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 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로는 보강성 개선 효과를 고려할 때 상기 실란커플링제는 비스(3-트리에톡시실릴프로필)폴리술피드 또는 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아질테트라술피드일 수 있다. Specifically, as the silane coupling agent, bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)trisulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfide, bis (2-triethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane , 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfur Feed, 3-triethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 3-trimethoxysilyl Propylbenzothiazolyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylbenzolyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylmethacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropylmethacrylate monosulfide, bis (3-diethoxymethylsilylpropyl)tetrasulfide, 3-mercaptopropyldimethoxymethylsilane, dimethoxymethylsilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide or dimethoxymethylsilylpropylbenzothiazolyl Tetrasulfide and the like, and any one or a mixture of two or more of them may be used. More specifically, when considering the effect of improving reinforcing properties, the silane coupling agent may be bis(3-triethoxysilylpropyl)polysulfide or 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazyltetrasulfide.

또한, 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 고무 조성물은 황 가교성일 수 있으며, 이에 따라 가황제를 더 포함할 수 있다.In addition, the rubber composition according to an embodiment of the present invention may be sulfur crosslinkable, and thus may further include a vulcanizing agent.

상기 가황제는 구체적으로 황분말일 수 있으며, 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 함량으로 포함될 때, 가황 고무 조성물의 필요한 탄성률 및 강도를 확보할 수 있으며, 동시에 저연비성을 얻을 수 있다. The vulcanizing agent may be specifically 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. When included in the above content, the required elastic modulus and strength of the vulcanized rubber composition can be secured, and at the same time, low fuel efficiency can be obtained.

또한, 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 고무 조성물은 상기한 성분들 외에, 통상 고무 공업계에서 사용되는 각종 첨가제, 구체적으로는 가황 촉진제, 공정유, 가소제, 노화 방지제, 스코치 방지제, 아연화(zinc white), 스테아르산, 열경화성 수지, 또는 열가소성 수지 등을 더 포함할 수 있다.In addition, 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, a plasticizer, an anti-aging agent, an anti-scorch agent, and a zinc white agent. ), stearic acid, a thermosetting resin, or a thermoplastic resin.

상기 가황 촉진제는 특별히 한정되는 것은 아니며, 구체적으로는 M(2-머캅토벤조티아졸), DM(디벤조티아질디술피드), CZ(N-시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드) 등의 티아졸계 화합물, 혹은 DPG(디페닐구아니딘) 등의 구아니딘계 화합물이 사용될 수 있다. 상기 가황촉진제는 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.The vulcanization accelerator is not particularly limited, and specifically, M (2-mercaptobenzothiazole), DM (dibenzothiazyl disulfide), CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide), etc. A thiazole-based compound or a guanidine-based compound such as DPG (diphenylguanidine) may be used. The vulcanization accelerator may be included in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component.

또한, 상기 공정유는 고무 조성물내 연화제로서 작용하는 것으로, 구체적으로는 파라핀계, 나프텐계, 또는 방향족계 화합물일 수 있으며, 보다 구체적으로는 인장 강도 및 내마모성을 고려할 때 방향족계 공정유가, 히스테리시스 손실 및 저온 특성을 고려할 때 나프텐계 또는 파라핀계 공정유가 사용될 수 있다. 상기 공정유는 고무 성분 100 중량부에 대하여 100 중량부 이하의 함량으로 포함될 수 있으며, 상기 함량으로 포함될 때, 가황 고무의 인장 강도, 저발열성(저연비성)의 저하를 방지할 수 있다.In addition, the process oil acts as a softening agent in the rubber composition, and may be a paraffinic, naphthenic, or aromatic compound. More specifically, when considering tensile strength and abrasion resistance, the aromatic process oil price, hysteresis loss And in consideration of low-temperature characteristics, naphthenic or paraffinic process oil may be used. 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 when included in the amount, it is possible to prevent a decrease in tensile strength and low heat generation (low fuel economy) of the vulcanized rubber.

또한, 상기 노화방지제로는 구체적으로 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 등을 들 수 있다. 상기 노화방지제는 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 내지 6 중량부로 사용될 수 있다.In addition, as the anti-aging agent, specifically, N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine, 6- And oxy-2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, or a high-temperature condensation product of diphenylamine and acetone. The anti-aging agent 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 고무 조성물은 상기 배합 처방에 의해 밴버리 믹서, 롤, 인터널 믹서 등의 혼련기를 사용하여 혼련함으로써 수득될 수 있으며, 또 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 above 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.

상기 고무 조성물을 이용하여 제조된 성형품은 타이어 또는 타이어 트레드를 포함하는 것일 수 있다.The molded article manufactured using the rubber composition may include a tire or a tire tread.

실시예Example

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 이들만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples. However, the following examples are for illustrative purposes only, and the scope of the present invention is not limited thereto.

실시예 1Example 1

교반기 및 자켓을 구비한 3기의 10L 스테인레스 반응기가 직렬로 연결된 중합 반응기를 이용하여 공액디엔계 중합체를 제조하였다. A conjugated diene-based polymer was prepared using a polymerization reactor in which three 10L stainless reactors equipped with a stirrer and a jacket were connected in series.

제1 반응기 상부를 통해 Nd(2-에틸헥사노에이트)3를 0.130 mmol/1,3-부타디엔 100g으로 하여 0.02M의 용액을 13.6 g/hr로 투입하고, n-헥산을 2500 g/hr로 투입하고, 60% 1,3-부타디엔을 500 g/hr로 투입하였다. 제1 반응기에서 30분 동안 체류한 후 중합물을 제2 반응기로 이송하였다. 제2 반응기에서 20분 동안 체류한 후 제3 반응기로 이송하였다. 반응기로 투입하기 전 염화주석 화합물로서 사염화주석(SnCl4)을 n-헥산과 혼합하여 0.05 중량%로 희석하여 혼합 용액을 제조하고, 사염화주석 총량이 Nd(2-에틸헥사노에이트)3 1당량 대비 5당량이 되도록 제3 반응기 상단(제2 반응기에서 이송되는 라인과 별도의 투입구)으로 투입하면서 중합물을 제3 반응기에서 30분 동안 체류시켜 부타디엔 중합체를 제조하였다. Nd (2-ethylhexanoate) 3 through the top of the first reactor was added to 0.130 mmol/1,3-butadiene 100 g, and a 0.02 M solution was added at 13.6 g/hr, and n-hexane was added at 2500 g/hr. Then, 60% 1,3-butadiene was added at 500 g/hr. After staying in the first reactor for 30 minutes, the polymer was transferred to the second reactor. After staying in the second reactor for 20 minutes, it was transferred to the third reactor. Before entering the reactor, tin tetrachloride (SnCl 4 ) as a tin chloride compound was mixed with n-hexane and diluted to 0.05% by weight to prepare a mixed solution, and the total amount of tin tetrachloride was Nd (2-ethylhexanoate) 3 1 equivalent. While putting the polymer to the top of the third reactor (a separate inlet from the line transferred from the second reactor) so as to have 5 equivalents of comparison, the polymer was retained in the third reactor for 30 minutes to prepare a butadiene polymer.

실시예 2 내지 4Examples 2 to 4

혼합 용액 내 사염화주석 농도를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 부타디엔 중합체를 제조하였다.A butadiene polymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the tin tetrachloride concentration in the mixed solution was changed as shown in Table 1 below.

비교예 1 내지 6Comparative Examples 1 to 6

혼합 용액 내 사염화주석 농도, 혼합 용액 투입 위치를 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 부타디엔 중합체를 제조하였다.A butadiene polymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the concentration of tin tetrachloride in the mixed solution and the input position of the mixed solution were changed as shown in Table 1 below.

실시예Example 비교예Comparative example 1One 22 33 44 1One 22 33 44 55 66 사염화주석 농도
(혼합 용액 기준 중량%)
Tin tetrachloride concentration
(% by weight based on the mixed solution)
0.050.05 0.10.1 0.20.2 0.30.3 0.050.05 0.10.1 0.20.2 0.30.3 0.030.03 1.51.5
혼합 용액 투입 위치Mixed solution input location 제3 반응기 상단Top of reactor 3 제3 반응기 상단Top of reactor 3 제3 반응기 상단Top of reactor 3 제3 반응기 상단Top of reactor 3 제2 반응기 하단The bottom of the second reactor 제2 반응기 하단The bottom of the second reactor 제2 반응기 하단The bottom of the second reactor 제2 반응기 하단The bottom of the second reactor 제3 반응기 상단Top of reactor 3 제3 반응기 상단Top of reactor 3 사염화주석 총량
(Nd 1당량 기준 당량)
Total amount of tin tetrachloride
(Equivalent based on 1 equivalent of Nd)
55 55 55 55 55 55 55 55 55 55

실험예 1Experimental Example 1

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 부타디엔 중합체에 대하여 하기와 같은 방법으로 각각의 물성을 측정하고, 그 결과를 표 2에 나타내었다.Each of the physical properties of the butadiene polymers prepared in Examples and Comparative Examples was measured in the following manner, and the results are shown in Table 2.

(1) 무니점도(RP, Raw polymer)(1) Mooney viscosity (RP, Raw polymer)

제1 반응기 내지 제3 반응기 각각에서 부타디엔 중합체를 수득하여, 각 중합체에 대해 Monsanto사 MV2000E로 Large Rotor를 사용하여 100℃에서 Rotor Speed 2±0.02rpm의 조건에서 무니점도(ML1+4, @100℃)(MU)를 측정하였다. 이때 사용된 시료는 실온(23±3℃)에서 30분 이상 방치한 후 27±3g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 플래턴(Platen)을 작동시켜 토크를 인가하면서 무니점도를 측정하였다. A butadiene polymer was obtained from each of the first to third reactors, and Mooney viscosity (ML1+4, @100℃) at 100℃ using a large rotor with Monsanto's MV2000E under the condition of 2±0.02rpm of a rotor speed at 100℃ for each polymer. ) (MU) was measured. At this time, the sample used was left at room temperature (23±3℃) for at least 30 minutes, then 27±3g was collected and filled in the die cavity, and the Mooney viscosity was measured while applying a torque by operating a platen.

(2) 겔 함량(ppm)(2) Gel content (ppm)

최종적으로 수득한 부타디엔 중합체 라텍스를 가위로 잘게 자른 후 19g을 톨루엔 400ml에 넣고 밤새 용해시킨 후 150 스테인레스 스틸 메쉬로 여과하여 겔을 분리하고, 메쉬 위에 잔류하는 잔여물인 겔을 세척 및 건조하여 그 중량을 측정하였다.After cutting the finally obtained butadiene polymer latex finely with scissors, 19 g was added to 400 ml of toluene, dissolved overnight, filtered through a 150 stainless steel mesh to separate the gel, and the residual gel remaining on the mesh was washed and dried to determine its weight. It was measured.

실시예Example 비교예Comparative example 1One 22 33 44 1One 22 33 44 55 66 제1 반응기 무니점도Mooney viscosity of the first reactor 3838 3535 3535 3737 3636 3737 3333 3434 3737 3535 제2 반응기 무니점도Mooney viscosity of the second reactor 4848 4646 4747 4545 4545 4646 4444 4242 4545 4444 제3 반응기 무니점도3rd reactor Mooney viscosity 9090 8787 8989 9191 109109 120120 119119 122122 5050 132132 겔 함량(ppm)Gel content (ppm) 261261 350350 414414 475475 17691769 23172317 26162616 25612561 1010 77357735

제1 반응기 및 제2 반응기에서 수득한 중합체는 부타디엔의 중합반응이 일어나 중합체가 생성되면서 무니점도가 증가하고, 제3 반응기에서 수득한 중합체는 사염화주석을 사용하여 커플링 반응이 진행됨에 따라 제2 반응기의 결과값에 비하여 무니점도가 크게 향상된다.The polymer obtained in the first reactor and the second reactor undergoes polymerization of butadiene to generate the polymer, and the Mooney viscosity increases, and the polymer obtained in the third reactor uses tin tetrachloride to proceed with the second coupling reaction. Compared to the results of the reactor, the Mooney viscosity is greatly improved.

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제조방법에 따라 사염화주석의 농도를 0.05 내지 0.3 중량%로 함유하는 혼합 용액을 제조하고 이를 제3 반응기 상단으로 투입하여 중합체를 제조한 실시예 1 내지 4의 경우, 제3 반응기에서 수득한 부타디엔 중합체의 무니점도가 높게 나타나 커플링 반응이 충분히 진행되었으며, 이와 동시에 겔 함량은 낮게 나타나는 것을 확인하였다.As shown in Table 2, Examples 1 to 4 in which a mixed solution containing a tin tetrachloride concentration of 0.05 to 0.3% by weight was prepared according to the production method of the present invention and added to the top of the third reactor to prepare a polymer. In the case of, it was confirmed that the Mooney viscosity of the butadiene polymer obtained in the third reactor was high, and the coupling reaction proceeded sufficiently, and at the same time, the gel content was low.

반면, 혼합 용액의 투입 위치를 제2 반응기 하단으로 변경시킨 비교예 1 내지 4의 경우, 제2 반응기에서 제3 반응기로 이송되면서 겔화 현상이 발생하여 겔 함량이 매우 크게 증가함을 알 수 있었다.On the other hand, in the case of Comparative Examples 1 to 4 in which the input position of the mixed solution was changed to the bottom of the second reactor, gelation occurred while being transferred from the second reactor to the third reactor, so that the gel content increased very significantly.

또한, 비교예 5의 경우, 사염화주석 농도가 너무 낮아 커플링이 충분히 진행되지 못하여 제2 반응기와 제3 반응기에서 각각 얻은 중합체의 무니점도가 거의 비슷하게 나타났으며, 비교예 6의 경우, 사염화주석 농도가 너무 높아 겔 함량이 높게 나타나는 것을 확인하였다.In addition, in the case of Comparative Example 5, the concentration of tin tetrachloride was too low to sufficiently proceed with the coupling, and the Mooney viscosity of the polymers obtained in the second and third reactors, respectively, appeared almost similar, and in the case of Comparative Example 6, tin tetrachloride It was confirmed that the concentration was too high and the gel content appeared high.

실험예 2Experimental Example 2

실시예 및 비교예의 부타디엔 중합체에 부타디엔 중합체 100 중량부 기준으로 TDAE oil 37.5 phr을 혼합하여 원료 고무를 제조하고, 이를 이용하여 하기 방법에 따라 고무 조성물 및 고무 시편을 제조하였다.Raw rubber was prepared by mixing 37.5 phr of TDAE oil based on 100 parts by weight of the butadiene polymer with the butadiene polymers of Examples and Comparative Examples, and using this, a rubber composition and a rubber specimen were prepared according to the following method.

구체적으로 상기 고무 시편은 제1단 혼련 및 제2단 혼련을 통해 혼련된다. 제1단 혼련에서는 온도제어장치를 부속한 반바리 믹서를 사용하여 상기 원료 고무에 부타디엔 중합체 100 중량부 기준으로 카본블랙 70 중량부, 산화아연(ZnO) 3 중량부 및 스테아린산(stearic acid) 2 중량부를 배합하였다. 이 때, 혼련기의 온도를 제어하고, 145 내지 155℃의 배출온도에서 1차 배합물(CMB, compound master batch)을 얻었다. Specifically, the rubber specimen is kneaded through the first stage kneading and the second stage kneading. In the first stage kneading, 70 parts by weight of carbon black, 3 parts by weight of zinc oxide (ZnO) and 2 parts by weight of stearic acid based on 100 parts by weight of butadiene polymer in the raw rubber using a Banbari mixer attached with a temperature control device. Combined the wealth. At this time, the temperature of the kneader was controlled, and a first compound (CMB, compound master batch) was obtained at a discharge temperature of 145 to 155°C.

제2단 혼련에서는 상기 1차 배합물(CMB)을 실온까지 냉각한 후, 혼련기에 1차 배합물(CMB), 황 1.5 중량부, 가황 촉진제(TBBS) 0.9 중량부를 가하고, 100℃ 이하의 온도에서 믹싱을 하여 2차 배합물을 얻었다. 마지막으로, 100℃에서 20분간 큐어링 공정을 거쳐 고무 시편(FMB, final master batch)을 제조하였다.In the second stage kneading, after cooling the first blend (CMB) to room temperature, add the first blend (CMB), 1.5 parts by weight of sulfur, and 0.9 parts by weight of vulcanization accelerator (TBBS) to the kneader, and mix at a temperature of 100°C or less. To obtain a second blend. Finally, a rubber specimen (FMB, final master batch) was prepared through a curing process at 100°C for 20 minutes.

(1) 무니점도(MV)(1) Mooney viscosity (MV)

원료 고무, 1차 배합물(CMB) 및 고무 시편(FMB)의 무니점도는 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 측정하였다.The Mooney viscosity of the raw rubber, the first compound (CMB) and the rubber specimen (FMB) was measured in the same manner as in Experimental Example 1.

(2) 인장 특성(2) tensile properties

상기 각 고무 조성물을 150℃에서 t90분 가류 후 ASTM D412에 준하여 가류물의 인장강도(tensile strength, kg·f/cm2), 300% 신장시의 모듈러스(M-300%, 300% modulus, kg·f/cm2) 및 파단시 가류물의 신율(elongation, %)을 측정하였다.After vulcanizing each rubber composition at 150°C for t90 minutes, according to ASTM D412, the tensile strength of the vulcanized material (tensile strength, kg f/cm 2 ), modulus at 300% elongation (M-300%, 300% modulus, kg· f/cm 2 ) and the elongation (%) of the vulcanized material at break were measured.

(3) 점탄성 특성(3) viscoelastic properties

점탄성 특성은 동적 독일 Gabo사 DMTS 500N를 이용하여 주파수 10㎐, Prestrain 3%, Dynamic Strain 3%, 각 측정온도(-60℃~60℃)에서 변형을 변화시켜 tanδ를 측정하였다. 저온 0℃ tanδ가 높은 것일수록 젖은 노면저항성이 우수하고, 고온 60℃ tanδ가 낮을수록 히스테리시스 손실이 적고, 저주행저항성(연비성)이 우수함을 나타낸다.For viscoelastic properties, tanδ was measured by changing the strain at a frequency of 10 Hz, Prestrain 3%, Dynamic Strain 3%, and each measurement temperature (-60℃~60℃) using DMTS 500N of Gabo, Germany. The higher the low temperature 0℃ tanδ, the better the wet road surface resistance, and the lower the high temperature 60℃ tanδ, the less hysteresis loss and the better low running resistance (fuel economy).

(4) 가류 특성(4) Curing characteristics

가류 특성은 MDF(moving die rheometer)를 이용하여 150℃에서 50분 동안의 가류 시, MH(최대토크) 값 및 90% 가류될 때까지의 소요시간(t90, min)을 측정하였다. The vulcanization characteristics were measured at 150° C. for 50 minutes using a moving die rheometer (MDF), and the MH (maximum torque) value and the time required until 90% vulcanization (t90, min) were measured.

실시예Example 비교예Comparative example 1One 22 33 44 1One 22 33 44 55 66 무니점도Mooney viscosity 원료 고무Raw rubber 3939 3939 3939 4040 4848 5151 5151 5353 2323 5858 CMBCMB 8282 8282 8686 9797 7272 7474 7474 7777 5353 9393 FMBFMB 7777 7575 7676 8282 6161 6464 6363 6565 5050 6363 인장 특성Tensile properties 인장 강도The tensile strength 147147 160160 156156 165165 149149 148148 148148 145145 149149 152152 M-300%M-300% 6868 6868 6666 6868 6868 6868 6767 6868 6565 6868 신율Elongation 512512 553553 548548 562562 490490 485485 492492 480480 554554 542542 점탄성 특성Viscoelastic properties tanδ @0℃tanδ @0℃ 0.2480.248 0.2450.245 0.2510.251 0.2380.238 0.2800.280 0.2770.277 0.2760.276 0.2800.280 0.2590.259 0.2380.238 tanδ @60℃tanδ @60℃ 0.2040.204 0.1990.199 0.2040.204 0.1940.194 0.2190.219 0.2210.221 0.2220.222 0.2250.225 0.2150.215 0.2180.218 가류 특성Vulcanization characteristics MHMH 23.623.6 22.322.3 21.821.8 24.324.3 20.220.2 20.520.5 20.920.9 20.520.5 18.418.4 20.520.5 t90t90 13.513.5 12.912.9 13.113.1 12.912.9 13.113.1 13.013.0 13.013.0 13.113.1 13.413.4 13.113.1

상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 제조한 실시예의 부타디엔 중합체를 포함하는 고무 조성물, 고무 시편의 경우, 비교예에 비하여 향상된 인장 특성을 나타내며, 60℃에서의 Tanδ 값이 감소한 것으로 보아 점탄성이 개선된 것을 알 수 있었다. As shown in Table 3, in the case of the rubber composition containing the butadiene polymer of Examples prepared according to the present invention, the rubber specimen exhibited improved tensile properties compared to the comparative example, and the Tan δ value at 60°C was reduced, as a result of viscoelasticity. It could be seen that this was improved.

Claims (11)

2기 이상의 반응기를 포함하는 중합 반응기에서 수행되는 연속 제조방법으로,
(S1) 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에, 공액디엔계 단량체를 중합하여 활성 중합체를 제조하는 단계; 및
(S2) 상기 활성 중합체를 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물, 및 탄화수소 용매를 포함하는 혼합 용액과 반응시키는 단계;를 포함하고,
상기 (S2) 단계는 중합 반응기에 포함된 반응기 중 마지막 반응기에서 수행되고,
상기 (S2) 단계의 혼합 용액은 상기 (S1) 단계에서 제조된 활성 중합체를 상기 마지막 반응기로 이송하기 위한 이송 라인과 별도의 라인을 통해 마지막 반응기에 투입되고, 상기 혼합 용액에 포함된 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물의 함량은 혼합 용액 대비 0.05 내지 0.3 중량%인, 공액디엔계 중합체의 제조방법.
A continuous production method carried out in a polymerization reactor including two or more reactors,
(S1) preparing an active polymer by polymerizing a conjugated diene-based monomer in the presence of a catalyst composition containing a lanthanum-based rare earth element-containing compound; And
(S2) reacting the active polymer with a mixed solution containing a tin chloride compound or a sulfur chloride compound, and a hydrocarbon solvent; Including,
The (S2) step is performed in the last reactor among the reactors included in the polymerization reactor,
The mixed solution of the (S2) step is introduced into the last reactor through a transfer line and a separate line for transferring the active polymer prepared in the (S1) step to the last reactor, and the tin chloride compound contained in the mixed solution Or the content of the sulfur chloride compound is 0.05 to 0.3% by weight compared to the mixed solution, a method for producing a conjugated diene-based polymer.
청구항 1에 있어서,
상기 염화주석 화합물은 사염화주석, 삼염화모노부틸주석, 삼염화이소부틸주석, 삼염화메틸주석, 이염화디부틸주석, 이염화디이소부틸주석 또는 이염화디(t-부틸주석)인, 공액디엔계 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The tin chloride compound is tin tetrachloride, monobutyl tin trichloride, isobutyl tin trichloride, methyl tin trichloride, dibutyl tin dichloride, diisobutyl tin dichloride or dichloride (t-butyl tin), a method for preparing a conjugated diene-based polymer .
청구항 1에 있어서,
상기 염화황 화합물은 이염화이황(S2Cl2), 이염화황(SCl2) 또는 염화티오닐(SOCl2)인, 공액디엔계 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The sulfur chloride compound is disulfur dichloride (S 2 Cl 2 ), sulfur dichloride (SCl 2 ), or thionyl chloride (SOCl 2 ), a method for producing a conjugated diene-based polymer.
청구항 1에 있어서,
상기 염화주석 화합물 또는 염화황 화합물은 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물 1당량 대비 3 내지 10당량으로 사용되는 것인, 공액디엔계 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The tin chloride compound or sulfur chloride compound is used in an amount of 3 to 10 equivalents relative to 1 equivalent of a lanthanum-based rare earth element-containing compound, a method for producing a conjugated diene-based polymer.
청구항 1에 있어서,
상기 (S2) 단계가 수행되는 마지막 반응기는 교반기를 구비하고 있는 것인, 공액디엔계 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The last reactor in which the step (S2) is performed is equipped with a stirrer, a method for producing a conjugated diene-based polymer.
청구항 1에 있어서,
상기 제조방법으로 제조된 공액디엔계 중합체의 겔 함량은 중량 기준으로 0 지 2,000 ppm인, 공액디엔계 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The gel content of the conjugated diene-based polymer prepared by the above production method is 0 to 2,000 ppm by weight, a method for producing a conjugated diene-based polymer.
청구항 1에 있어서,
상기 (S1) 단계는 2기 이상의 반응기에서 연속적으로 수행되는 것인, 공액디엔계 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The (S1) step is to be continuously carried out in two or more reactors, the method of producing a conjugated diene-based polymer.
청구항 1에 있어서,
상기 탄화수소 용매는 펜탄, 헥산, 이소펜탄, 헵탄, 옥탄, 이소옥탄, 시클로펜탄, 메틸시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, 에틸시클로헥산, 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠 및 크실렌로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 공액디엔계 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The hydrocarbon solvent is one selected from the group consisting of pentane, hexane, isopentane, heptane, octane, isooctane, cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, benzene, toluene, ethylbenzene, and xylene Above, a method for producing a conjugated diene-based polymer.
청구항 1에 있어서,
상기 (S1) 단계의 중합은 -20 내지 200℃의 온도에서 수행되는 것인, 공액디엔계 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The polymerization of the step (S1) is performed at a temperature of -20 to 200°C.
청구항 1에 있어서,
상기 (S1) 단계의 최종 중합 전환율은 95% 이상인, 공액디엔계 중합체의 제조방법.
The method according to claim 1,
The final polymerization conversion rate of the step (S1) is 95% or more, a method for producing a conjugated diene-based polymer.
청구항 1에 있어서,
상기 란탄 계열 희토류 원소 함유 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 네오디뮴 화합물을 포함하는 것인, 공액디엔계 중합체의 제조방법:
[화학식 1]
Figure pat00006

상기 화학식 1에서,
Ra 내지 Rc는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기이고,
단, Ra 내지 Rc가 모두 동시에 수소는 아니다.
The method according to claim 1,
The lanthanum-based rare earth element-containing compound comprises a neodymium compound represented by the following formula (1), a method for preparing a conjugated diene-based polymer:
[Formula 1]
Figure pat00006

In Formula 1,
R a to R c are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms,
However, not all of R a to R c are hydrogen at the same time.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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