KR20220033928A - Modified conjugated diene-based polymer, preparing method thereof and rubber composition comprising the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가공성이 뛰어나면서도 인장강도 및 점탄성 특성이 우수한 변성 공액디엔계 중합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고무 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a modified conjugated diene-based polymer having excellent processability and excellent tensile strength and viscoelastic properties, a method for preparing the same, and a rubber composition comprising the same.
최근 자동차에 대한 저연비화의 요구에 따라, 타이어용 고무 재료로서 회전저항이 적고, 내마모성, 인장 특성이 우수하며, 젖은 노면 저항성으로 대표되는 조정 안정성도 겸비한 공액디엔계 중합체가 요구되고 있다.In response to the recent demand for fuel economy reduction in automobiles, a conjugated diene-based polymer having low rolling resistance, excellent abrasion resistance and tensile properties, and adjustment stability typified by wet road resistance is required as a rubber material for tires.
타이어의 회전저항을 감소시키기 위해서는 가황 고무의 히스테리시스 손실을 작게 하는 방안이 있으며, 이러한 가황 고무의 평가 지표로서는 50℃ 내지 80℃의 반발탄성, tan δ, 굿리치 발열 등이 이용된다. 즉, 상기 온도에서의 반발탄성이 크거나 tan δ, 굿리치 발열이 작은 고무 재료가 바람직하다.In order to reduce the rolling resistance of the tire, there is a method of reducing the hysteresis loss of the vulcanized rubber, and rebound elasticity of 50°C to 80°C, tan δ, Goodrich heat, etc. are used as evaluation indicators of the vulcanized rubber. That is, a rubber material having a large rebound elasticity at the above temperature or a small tan δ and Goodrich heat generation is preferable.
히스테리시스 손실이 작은 고무 재료로서는, 천연 고무, 폴리이소프렌 고무 또는 폴리부타디엔 고무 등이 알려져 있지만, 이들은 젖은 노면 저항성이 작은 문제가 있다. 이에 최근에는 스티렌-부타디엔 고무(이하, SBR이라 함) 또는 부타디엔 고무(이하, BR이라 함)와 같은 공액디엔계 중합체 또는 공중합체가 유화중합이나 용액중합에 의해 제조되어 타이어용 고무로서 이용되고 있다. 이 중, 유화중합에 비해 용액중합이 갖는 최대의 장점은 고무 물성을 규정하는 비닐 구조 함량 및 스티렌 함량을 임의로 조절할 수 있고, 커플링(coupling)이나, 변성(modification) 등에 의해 분자량 및 물성 등을 조절할 수 있다는 점이다. 따라서, 최종 제조된 SBR 이나 BR의 구조 변화가 용이하고, 사슬 말단의 결합이나 변성으로 사슬 말단의 움직임을 줄이고 실리카 또는 카본블랙 등의 충전제와의 결합력을 증가시킬 수 있어 용액중합에 의한 SBR이 타이어용 고무 재료로 많이 사용된다.As a rubber material with a small hysteresis loss, natural rubber, polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, etc. are known, but these have a problem of small wet road resistance. Accordingly, recently, conjugated diene-based polymers or copolymers such as styrene-butadiene rubber (hereinafter referred to as SBR) or butadiene rubber (hereinafter referred to as BR) have been manufactured by emulsion polymerization or solution polymerization and are used as rubber for tires. . Among them, the greatest advantage of solution polymerization compared to emulsion polymerization is that the content of vinyl structure and styrene content defining rubber properties can be arbitrarily adjusted, and molecular weight and physical properties can be adjusted by coupling or modification. that it can be adjusted. Therefore, it is easy to change the structure of the final manufactured SBR or BR, and it is possible to reduce the movement of the chain ends by bonding or modifying the chain ends, and to increase the binding force with fillers such as silica or carbon black. It is widely used as a rubber material for
이러한 용액중합 SBR이 타이어용 고무 재료로 사용되는 경우, 상기 SBR 내의 비닐 함량을 증가시킴으로써 고무의 유리전이온도를 상승시켜 회전저항 및 제동력과 같은 타이어 요구 물성을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 유리전이온도를 적절히 조절함으로써 연료소모를 줄일 수 있다. 상기 용액중합 SBR은 음이온 중합 개시제를 사용하여 제조하며, 형성된 중합체의 사슬 말단을 여러 가지 변성제를 이용하여 결합시키거나, 변성시켜 말단에 관능기를 도입하는 기술이 이용되고 있다. 예를 들어, 미국특허 제4,397,994호에는 일관능성 개시제인 알킬리튬을 이용하여 비극성 용매 하에서 스티렌-부타디엔을 중합하여 얻어진 중합체의 사슬 말단의 활성 음이온을 주석화합물과 같은 결합제를 사용하여 결합시킨 기술을 제시하였다.When this solution-polymerized SBR is used as a rubber material for a tire, by increasing the vinyl content in the SBR, the glass transition temperature of the rubber can be increased to adjust the required physical properties of the tire, such as rolling resistance and braking force, as well as lower the glass transition temperature. By properly adjusting it, fuel consumption can be reduced. The solution polymerization SBR is prepared by using an anionic polymerization initiator, and a technique for introducing a functional group at the end by binding or modifying the chain end of the formed polymer using various modifiers is used. For example, U.S. Patent No. 4,397,994 discloses a technique in which an active anion at the chain end of a polymer obtained by polymerizing styrene-butadiene in a non-polar solvent using alkyllithium, a monofunctional initiator, is combined using a binder such as a tin compound. did
한편, 중합체의 사슬 말단에 관능기를 도입시키기 위한 변성제로는 충전제의 분산성 및 반응성을 극대화하기 위하여 분자 내 알콕시실란기와 아민기를 동시에 포함하는 아미노알콕시실란계 변성제를 적용하는 기술이 널리 알려져 있다. 그러나, 변성제 내 아민기의 수가 많아 지면 중합체 제조에 사용되는 탄화수소 용매에 대한 용해도가 낮아지고 이에 변성반응이 용이하게 이뤄지기 어려운 문제가 있다.On the other hand, as a modifier for introducing a functional group into the chain terminal of a polymer, a technique of applying an aminoalkoxysilane modifier containing an alkoxysilane group and an amine group in a molecule at the same time in order to maximize the dispersibility and reactivity of the filler is widely known. However, as the number of amine groups in the modifier increases, the solubility in the hydrocarbon solvent used for preparing the polymer decreases, and thus there is a problem in that it is difficult to easily perform the modification reaction.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 반복단위를 포함하는 제2사슬 및 아민 함유 알콕시실란계 변성제 유래 단위를 포함하여 충진제와의 친화성이 우수한 변성 공액디엔계 중합체를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and has excellent affinity with a filler including a second chain including a repeating unit derived from the compound represented by Formula 1 and a unit derived from an amine-containing alkoxysilane-based modifier An object of the present invention is to provide a modified conjugated diene-based polymer.
또한, 본 발명은 변성반응 이후 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 반복단위를 포함하는 마크로모노머를 반응시키는 단계를 포함함으로써 변성된 활성 중합체 제1사슬 및 마크로모노머 유래 제2사슬을 포함하되, 상기 제1사슬과 제2사슬이 변성제 유래 단위에 의하여 커플링 결합되어 있는 상기의 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, the present invention includes a first chain of an active polymer and a second chain derived from a macromonomer, which are modified by reacting a macromonomer including a repeating unit derived from the compound represented by Formula 1 after the denaturation reaction, wherein the first chain An object of the present invention is to provide a method for producing the modified conjugated diene-based polymer in which a chain and a second chain are coupled by a modifier-derived unit.
아울러, 본 발명은 상기 변성 공액디엔계 중합체를 포함하는 고무 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a rubber composition comprising the modified conjugated diene-based polymer.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 제1사슬; 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 반복단위를 포함하는 제2사슬; 및 아민 함유 알콕시실란계 변성제 유래 단위를 포함하고, 상기 제1사슬과 제2사슬은 변성제 유래 단위에 의하여 커플링 결합되어 있는 것인 변성 공액디엔계 중합체를 제공한다:According to one embodiment of the present invention for solving the above problems, the present invention provides a first chain comprising a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer; a second chain comprising a repeating unit derived from a compound represented by the following formula (1); and a unit derived from an amine-containing alkoxysilane-based modifier, wherein the first chain and the second chain are coupled by a modifier-derived unit to provide a modified conjugated diene-based polymer:
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, In Formula 1,
R1a 내지 R1c는 서로 독립적으로 수소 원자; 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 2 내지 20의 알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 20의 헤테로알킬기, 탄소수 2 내지 20의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기이고,R 1a to R 1c are each independently a hydrogen atom; an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a heteroalkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; a heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; an aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Or a heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms,
R1d는 단일결합, 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기; 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬렌기; 또는 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이고, 여기에서 상기 치환기는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고, R 1d is a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with a substituent; a cycloalkylene group having 5 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with a substituent; Or an arylene group having 6 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent, wherein the substituent is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,
R1f 및 R1g는 서로 독립적으로 단일결합, 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기; 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬렌기; 또는 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이고, 여기에서 상기 치환기는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고, R 1f and R 1g are each independently a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent; a cycloalkylene group having 5 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with a substituent; Or an arylene group having 6 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent, wherein the substituent is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,
R1h, R1i, R1j 및 R1k는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 2 내지 20의 알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 20의 헤테로알킬기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기이다.R 1h, R 1i, R 1j and R 1k are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; a heteroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms; a heteroalkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; a heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; an aryl group having 6 to 20 carbon atoms; or a heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms.
또한, 본 발명은 탄화수소 용매 중에서, 중합 개시제 존재 하에 공액디엔계 단량체 또는 공액디엔계 단량체와 방향족 비닐계 단량체를 중합하여 활성 제1사슬을 제조하는 단계(S1); 상기 활성 제1사슬과 아민 함유 알콕시실란계 변성제를 반응시켜 변성된 활성 제1사슬을 제조하는 단계(S2); 및 상기 변성된 활성 제1사슬과 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 반복단위를 포함하는 마크로모노머를 반응시키는 단계(S3)를 포함하는 상기 공액디엔계 중합체의 제조방법을 제공한다:In addition, the present invention comprises the steps of preparing an active first chain by polymerizing a conjugated diene-based monomer or a conjugated diene-based monomer and an aromatic vinyl-based monomer in a hydrocarbon solvent in the presence of a polymerization initiator (S1); preparing a modified active first chain by reacting the active first chain with an amine-containing alkoxysilane-based modifier (S2); And it provides a method for producing the conjugated diene-based polymer comprising the step (S3) of reacting the modified active first chain with a macromonomer including a repeating unit derived from a compound represented by the following formula (1):
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, In Formula 1,
R1a 내지 R1c는 서로 독립적으로 수소 원자; 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 2 내지 20의 알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 20의 헤테로알킬기, 탄소수 2 내지 20의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기이고,R 1a to R 1c are each independently a hydrogen atom; an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a heteroalkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; a heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; an aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Or a heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms,
R1d는 단일결합, 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기; 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬렌기; 또는 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이고, 여기에서 상기 치환기는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고, R 1d is a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with a substituent; a cycloalkylene group having 5 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with a substituent; Or an arylene group having 6 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent, wherein the substituent is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,
R1f 및 R1g는 서로 독립적으로 단일결합, 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기; 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬렌기; 또는 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이고, 여기에서 상기 치환기는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고, R 1f and R 1g are each independently a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent; a cycloalkylene group having 5 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with a substituent; Or an arylene group having 6 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent, wherein the substituent is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,
R1h, R1i, R1j 및 R1k는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 2 내지 20의 알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 20의 헤테로알킬기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기이다.R 1h, R 1i, R 1j and R 1k are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; a heteroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms; a heteroalkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; a heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; an aryl group having 6 to 20 carbon atoms; or a heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms.
아울러, 본 발명은 상기 변성 공액디엔계 중합체 및 충전제를 포함하는 고무 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a rubber composition comprising the modified conjugated diene-based polymer and a filler.
본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 변성 반응 이후 변성된 활성 제1사슬과 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 반복단위를 포함하는 마크로모노머와 반응시키는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조됨으로써 변성제로부터 유래된 작용기와 별개로 중합체 분자 사슬 내 화학식 1로 표시되는 화합물 유래의 작용기를 포함할 수 있고, 이에 충전제와의 친화성이 우수할 수 있다.The modified conjugated diene-based polymer according to the present invention is prepared by a manufacturing method comprising the step of reacting the modified active first chain with a macromonomer including a repeating unit derived from the compound represented by Formula 1 after the modification reaction, thereby derived from the modifier A functional group derived from the compound represented by Formula 1 in the polymer molecular chain may be included separately from the functional group used, and thus the affinity with the filler may be excellent.
본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법은 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 반복단위를 포함하는 마크로모노머를 변성반응 이후에 반응시키는 단계를 포함함으로써 변성제와 별개로 중합체에 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 유래의 작용기, 예컨대 아민기를 도입시켜 고변성의 변성 공액디엔계 중합체를 제조할 수 있다. The method for producing a modified conjugated diene-based polymer according to the present invention comprises reacting a macromonomer including a repeating unit derived from the compound represented by Formula 1 after the modification reaction, thereby adding the polymer represented by Formula 1 separately from the modifier A functional group derived from the compound, such as an amine group, may be introduced to prepare a highly modified conjugated diene-based polymer.
또한, 본 발명에 따른 고무 조성물은 상기의 변성 공액디엔계 중합체를 포함함으로써 인장특성 및 점탄성 특성이 우수한 효과가 있다.In addition, the rubber composition according to the present invention has excellent tensile properties and viscoelastic properties by including the modified conjugated diene-based polymer.
이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail to help the 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 their ordinary or dictionary meanings, and the inventor must properly understand the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
용어의 정의Definition of Terms
본 명세서에서 용어 '마크로모노머(macromonomer)'는 중합 반응성 단량체 유래 단위가 2이상 반복된 단위체, 말단기를 통해 다른 고분자 사슬 또는 반응성 화합물과 결합할 수 있다. As used herein, the term 'macromonomer' may be combined with another polymer chain or a reactive compound through a unit in which two or more units derived from a polymerization-reactive monomer are repeated, or a terminal group.
본 명세서에서 용어 '중합체' 는, 동일 혹은 상이한 종류이든지 간에, 단량체들을 중합함으로써 제조된 중합체 화합물을 지칭한다. 이와 같이 해서 일반 용어 중합체는, 단지 1종의 단량체로부터 제조된 중합체를 지칭하는데 통상 이용되는 단독중합체란 용어 및 공중합체란 용어를 망라한다.As used herein, the term 'polymer' refers to a polymer compound prepared by polymerizing monomers, whether of the same or different type. The generic term polymer thus encompasses the terms homopolymer and copolymer, which are commonly used to refer to polymers prepared from only one monomer.
본 명세서에서 용어 '제1사슬(main chain)'은 중합체를 이루는 주요 골격의 분자사슬을 의미할 수 있고, 공액디엔계 단량체 또는 공액디엔계 단량체와 방향족 비닐계 단량체들의 반복단위가 주로 포함된 사슬을 의미할 수 있으며, '제2사슬(sub chain)'은 상기 제1사슬보다는 반복단위의 수가 작으며, 화학식 1로 표시되는 화합물 유래의 반복단위가 주로 포함된 사슬을 의미할 수 있다.In the present specification, the term 'first chain (main chain)' may mean a molecular chain of a main backbone constituting a polymer, and a chain mainly including a conjugated diene-based monomer or a repeating unit of a conjugated diene-based monomer and an aromatic vinyl-based monomer. may mean, and the 'second chain (sub chain)' may refer to a chain having a smaller number of repeating units than the first chain and mainly including repeating units derived from the compound represented by Formula 1.
본 명세서에서 용어 '비닐 함량'은, 상기 중합체 중의 공액디엔 단량체(부타디엔 등) 부분(중합된 부타디엔의 총량)에 의거한, 상기 중합체 사슬 내의 1,2번 위치에 내포되는 부타디엔의 질량(혹은 중량) 퍼센트를 지칭한다.As used herein, the term 'vinyl content' refers to the mass (or weight) of butadiene contained in positions 1 and 2 in the polymer chain, based on the portion (total amount of polymerized butadiene) of the conjugated diene monomer (butadiene, etc.) in the polymer. ) refers to the percentage.
본 명세서에서 용어 '1가 탄화수소기'는 1가의 알킬기, 알케닐기, 알카이닐기, 시클로알킬기, 불포화 결합을 1 이상 포함하는 시클로알킬기 및 아릴기 등의 탄소와 수소가 결합된 1가의 원자단을 의미할 수 있고, 1가 탄화수소로 표시되는 치환기의 최소 탄소 원자수는 각 치환기의 종류에 따라 결정될 수 있다.As used herein, the term 'monovalent hydrocarbon group' refers to a monovalent atomic group in which carbon and hydrogen are bonded, such as a monovalent alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, a cycloalkyl group containing one or more unsaturated bonds, and an aryl group. and the minimum number of carbon atoms of the substituent represented by the monovalent hydrocarbon may be determined according to the type of each substituent.
본 명세서에서 용어 '2가 탄화수소기'는 2가의 알킬렌기, 알케닐렌기, 알카이닐렌기, 시클로알킬렌기, 불포화 결합을 1 이상 포함하는 시클로알킬렌기 및 아릴렌기 등의 탄소와 수소가 결합된 2가의 원자단을 의미할 수 있고, 2가 탄화수소로 표시되는 치환기의 최소 탄소 원자수는 각 치환기의 종류에 따라 결정될 수 있다.As used herein, the term 'divalent hydrocarbon group' refers to a divalent alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a cycloalkylene group, a cycloalkylene group including one or more unsaturated bonds, and an arylene group, such as carbon and hydrogen bonded 2 It may mean a valent atomic group, and the minimum number of carbon atoms of the substituent represented by the divalent hydrocarbon may be determined according to the type of each substituent.
본 명세서에서 용어 '알킬기(alkyl group)'는 1가의 지방족 포화 탄화수소를 의미할 수 있고, 메틸, 에틸, 프로필 및 부틸 등의 선형 알킬기 및 이소프로필(isopropyl), 세크부틸(sec-butyl), 터셔리부틸(tert-butyl) 및 네오펜틸(neo-pentyl) 등의 분지형 알킬기를 모두 포함하는 의미일 수 있다.As used herein, the term 'alkyl group' may refer to a monovalent aliphatic saturated hydrocarbon, and linear alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl and butyl and isopropyl, sec-butyl, ter It may mean including all branched alkyl groups such as tert-butyl and neopentyl.
본 명세서에서 용어 '알케닐기(alkenyl group)'는 이중 결합을 1개 또는 2개 이상 포함하는 1가의 지방족 불포화 탄화수소를 의미할 수 있다.As used herein, the term 'alkenyl group' may refer to a monovalent aliphatic unsaturated hydrocarbon including one or two or more double bonds.
본 명세서에서 용어 '알카이닐기(alkynyl group)'는 삼중 결합을 1개 또는 2개 이상 포함하는 1가의 지방족 불포화 탄화수소를 의미할 수 있다.As used herein, the term 'alkynyl group' may mean a monovalent aliphatic unsaturated hydrocarbon including one or two or more triple bonds.
본 명세서에서 용어 '알킬렌기(alkylene group)'는 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌 및 부틸렌 등과 같은 2가의 지방족 포화 탄화수소를 의미할 수 있다.As used herein, the term 'alkylene group' may refer to a divalent aliphatic saturated hydrocarbon such as methylene, ethylene, propylene, and butylene.
본 명세서에서 용어 '아릴기(aryl group)'은 방향족 탄화수소를 의미할 수 있고, 또한 1개의 환이 형성된 단환 방향족 탄화수소(monocyclic aromatic hydrocarbon), 또는 2개 이상의 환이 결합된 다환 방향족 탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbon)을 모두 포함하는 의미일 수 있다.In the present specification, the term 'aryl group' may mean an aromatic hydrocarbon, and also a monocyclic aromatic hydrocarbon in which one ring is formed, or a polycyclic aromatic hydrocarbon in which two or more rings are bonded (polycyclic aromatic hydrocarbon) may be meant to include all of them.
본 명세서에서 용어 '헤테로고리기(heterocyclic group)'는 시클로알킬기 또는 아릴기 내의 탄소 원자가 1개 이상의 헤테로 원자로 치환된 것으로, 예컨대 헤테로시클로알킬기 또는 헤테로아릴기를 모두 포함하는 의미일 수 있다. As used herein, the term 'heterocyclic group' refers to a carbon atom in a cycloalkyl group or an aryl group in which one or more hetero atoms are substituted, for example, it may mean including both a heterocycloalkyl group or a heteroaryl group.
본 명세서에서 용어 '치환'은 작용기, 원자단, 또는 화합물의 수소가 특정 치환기로 치환된 것을 의미할 수 있고, 작용기, 원자단 또는 화합물의 수소가 특정 치환기로 치환되는 경우에는 상기 작용기, 원자단 또는 화합물 내에 존재하는 수소의 개수에 따라 1개 또는 2개 이상의 복수의 치환기가 존재할 수 있으며, 복수의 치환기가 존재하는 경우 각각의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.As used herein, the term 'substitution' may mean that hydrogen of a functional group, atomic group, or compound is substituted with a specific substituent, and when hydrogen of a functional group, atomic group, or compound is substituted with a specific substituent, within the functional group, atomic group or compound One or two or more plural substituents may be present depending on the number of hydrogens present, and when plural substituents are present, each substituent may be the same or different from each other.
본 명세서에서 용어 '단일결합'은 별도의 원자 또는 분자단을 포함하지 않는 단일 공유결합 자체를 의미할 수 있다. As used herein, the term 'single bond' may refer to a single covalent bond itself that does not include a separate atom or molecular group.
본 명세서에서 용어 '유래 단위', '유래 반복단위' 및 '유래 관능기'는 어떤 물질로부터 기인한 성분, 구조 또는 그 물질 자체를 의미할 수 있다. As used herein, the terms 'derived unit', 'derived repeating unit' and 'derived functional group' may refer to a component, structure, or material itself derived from a certain material.
본 명세서에서 용어 '포함하는', '가지는'이란 용어 및 이들의 파생어는, 이들이 구체적으로 개시되어 있든지 그렇치 않든지 간에, 임의의 추가의 성분, 단계 혹은 절차의 존재를 배제하도록 의도된 것은 아니다. 어떠한 불확실함도 피하기 위하여, '포함하는'이란 용어의 사용을 통해 청구된 모든 조성물은, 반대로 기술되지 않는 한, 중합체든지 혹은 그 밖의 다른 것이든지 간에, 임의의 추가의 첨가제, 보조제, 혹은 화합물을 포함할 수 있다. 이와 대조적으로, '로 본질적으로 구성되는'이란 용어는, 조작성에 필수적이지 않은 것을 제외하고, 임의의 기타 성분, 단계 혹은 절차를 임의의 연속하는 설명의 범위로부터 배제한다. '로 구성되는'이란 용어는 구체적으로 기술되거나 열거되지 않은 임의의 성분, 단계 혹은 절차를 배제한다.The terms 'comprising', 'having' and their derivatives herein are not intended to exclude the presence of any additional component, step or procedure, whether or not they are specifically disclosed. . For the avoidance of any doubt, all compositions claimed through use of the term 'comprising', unless stated to the contrary, contain any additional additives, adjuvants, or compounds, whether polymeric or otherwise. may include In contrast, the term 'consisting essentially of' excludes from the scope of any subsequent description any other component, step or procedure, except as not essential to operability. The term 'consisting of' excludes any component, step or procedure not specifically described or listed.
측정방법 및 조건Measurement method and conditions
본 명세서에서 '비닐 함량'은 상기 각 중합체 내 비닐(Vinyl) 함량은 Varian VNMRS 500 MHz NMR을 이용하여 측정 및 분석하고, NMR 측정 시 용매는 1,1,2,2-테트라클로로에탄을 사용하였으며, solvent peak는 6.0 ppm으로 계산하고, 7.2~6.9 ppm은 랜덤 스티렌, 6.9~6.2 ppm은 블록 스티렌, 5.8~5.1 ppm은 1,4-비닐 및 1,2-비닐, 5.1~4.5 ppm은 1,2-비닐의 피크로 하여 전체 중합체 내의 1,2-비닐 결합 함량을 계산하여 측정한 것이다.In the present specification, the 'vinyl content' refers to the vinyl content in each polymer was measured and analyzed using Varian VNMRS 500 MHz NMR, and 1,1,2,2-tetrachloroethane was used as the solvent for NMR measurement. , the solvent peak is calculated as 6.0 ppm, 7.2-6.9 ppm is random styrene, 6.9-6.2 ppm is block styrene, 5.8-5.1 ppm is 1,4-vinyl and 1,2-vinyl, 5.1-4.5 ppm is 1, It is measured by calculating the content of 1,2-vinyl bonds in the entire polymer using the peak of 2-vinyl.
본 명세서에서 '중량평균분자량(Mw)', '수평균분자량(Mn)' 및 '분자량 분포(MWD)'는 GPC(Gel permeation chromatohraph) 분석을 통하여 측정하며, 분자량 분포 곡선을 확인하는 것으로 측정한 것이다. 분자량 분포(PDI, MWD, Mw/Mn)는 측정된 상기 각 분자량으로부터 계산한다. 구체적으로, 상기 GPC는 PLgel Olexis(Polymer Laboratories 社) 컬럼 두 자루와 PLgel mixed-C(Polymer Laboratories 社) 컬럼 한 자루를 조합하여 사용하고 분자량 계산시 GPC 기준물질 (Standard material)은 PS(polystyrene)을 사용하여 실시하며, GPC 측정 용매는 테트라하이드로퓨란에 2 wt%의 아민 화합물을 섞어서 제조한다.In the present specification, 'weight average molecular weight (Mw)', 'number average molecular weight (Mn)' and 'molecular weight distribution (MWD)' are measured through gel permeation chromatohraph (GPC) analysis, and measured by checking the molecular weight distribution curve. will be. Molecular weight distribution (PDI, MWD, Mw/Mn) is calculated from each of the measured molecular weights. Specifically, the GPC uses a combination of two PLgel Olexis (Polymer Laboratories) columns and one PLgel mixed-C (Polymer Laboratories) column, and when calculating molecular weight, the GPC reference material (Standard material) is PS (polystyrene) The GPC measurement solvent is prepared by mixing 2 wt% of an amine compound with tetrahydrofuran.
본 명세서에서 'N 원자 함량'은 일례로 NSX 분석 방법을 통해 측정된 것일 수 있고, 상기 NSX 분석 방법은 극미량 질소 정량분석기 (NSX-2100H)를 이용하여 측정된다. 예시적으로, 상기 극미량 질소 정량분석기를 이용하는 경우, 극미량 질소 정량분석기(Auto sampler, Horizontal furnace, PMT & Nitrogen detector)를 켜고 Ar을 250 ml/min, O2를 350 ml/min, ozonizer 300 ml/min으로 캐리어 가스 유량을 설정하고, heater를 800℃로 설정한 후 약 3시간 동안 대기하여 분석기를 안정화시킨다. 분석기가 안정화된 후 Nitrogen standard(AccuStandard S-22750-01-5 ml)를 이용하여 검량선 범위 5 ppm, 10 ppm, 50 ppm, 100 ppm 및 500 ppm의 검량선을 작성하고 각 농도에 해당하는 Area를 얻은 후 농도 대 Area의 비율을 이용하여 직선을 작성한다. 이후, 시료 20 mg가 담긴 세라믹 보트를 상기 분석기의 Auto sampler에 놓고 측정하여 area를 얻고, 얻어진 시료의 area와 상기 검량선을 이용하여 N함량을 계산한다. 이때, 시료는 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 변성 공액디엔계 중합체로, 잔류 단량체, 잔류 변성제 및 오일이 제거된 것이다.In the present specification, 'N atom content' may be, for example, measured through an NSX analysis method, and the NSX analysis method is measured using a trace nitrogen quantitative analyzer (NSX-2100H). Exemplarily, when using the trace nitrogen quantitative analyzer, turn on the trace nitrogen quantitative analyzer (Auto sampler, Horizontal furnace, PMT & Nitrogen detector), Ar at 250 ml/min, O 2 at 350 ml/min, ozonizer 300 ml/ Set the carrier gas flow rate to min, set the heater to 800°C, and wait for about 3 hours to stabilize the analyzer. After the analyzer is stabilized, a calibration curve in the range of 5 ppm, 10 ppm, 50 ppm, 100 ppm and 500 ppm was prepared using Nitrogen standard (AccuStandard S-22750-01-5 ml), and the area corresponding to each concentration was obtained. Then, draw a straight line using the ratio of concentration to area. Thereafter, a ceramic boat containing 20 mg of the sample is placed on the auto sampler of the analyzer to obtain an area, and the N content is calculated using the area of the sample obtained and the calibration curve. At this time, the sample is a modified conjugated diene-based polymer in which the solvent is removed by putting it in hot water heated with steam and stirring, and the residual monomer, residual modifier, and oil are removed.
본 명세서에서 'Si 원자 함량'은 ICP 분석 방법으로 유도 결합 플라즈마 발광 분석기(ICP-OES; Optima 7300DV)를 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 시료 약 0.7 g을 백금 도가니(Pt crucible)에 넣고, 진한 황산(98 중량%, Electronic grade) 약 1 mL를 넣어, 300℃에서 3시간 동안 가열하고, 시료를 전기로(Thermo Scientific, Lindberg Blue M)에서, 하기 스텝(step) 1 내지 3의 프로그램으로 회화를 진행한 후, In the present specification, 'Si atom content' was measured using an inductively coupled plasma emission analyzer (ICP-OES; Optima 7300DV) as an ICP analysis method. Specifically, about 0.7 g of the sample is placed in a platinum crucible (Pt crucible), and about 1 mL of concentrated sulfuric acid (98 wt%, Electronic grade) is added, heated at 300° C. for 3 hours, and the sample is heated in an electric furnace (Thermo Scientific, Lindberg Blue M), after conducting conversation with the program of steps 1 to 3 below,
1) step 1: initial temp 0℃, rate (temp/hr) 180 ℃/hr, temp(holdtime) 180℃ (1hr)1) step 1: initial temp 0℃, rate (temp/hr) 180 ℃/hr, temp(holdtime) 180℃ (1hr)
2) step 2: initial temp 180℃, rate (temp/hr) 85 ℃/hr, temp(holdtime) 370℃ (2hr)2) step 2: initial temp 180℃, rate (temp/hr) 85 ℃/hr, temp(holdtime) 370℃ (2hr)
3) step 3: initial temp 370℃, rate (temp/hr) 47 ℃/hr, temp(holdtime) 510℃ (3hr)3) step 3: initial temp 370℃, rate (temp/hr) 47 ℃/hr, temp(holdtime) 510℃ (3hr)
잔류물에 진한 질산(48 중량%) 1 mL, 진한 불산(50 중량%) 20 ㎕를 가하고, 백금 도가니를 밀봉하여 30분 이상 흔들어(shaking)준 후, 시료에 붕산(boric acid) 1 mL를 넣고 0℃에서 2시간 이상 보관한 후, 초순수(ultrapure water) 30 mL에 희석하여, 회화를 진행하여 측정하였다.1 mL of concentrated nitric acid (48 wt%) and 20 μl of concentrated hydrofluoric acid (50 wt%) were added to the residue, sealed in a platinum crucible and shaken for at least 30 minutes, and then 1 mL of boric acid was added to the sample. and stored at 0° C. for 2 hours or more, diluted in 30 mL of ultrapure water, and measured by incineration.
변성 공액디엔계 중합체Modified conjugated diene-based polymer
본 발명은 충전제와의 친화성이 우수하고, 결과적으로 가공성, 인장특성 및 점탄성 특성이 우수한 고무 조성물을 제공할 수 있는 변성 공액디엔계 중합체를 제공한다. The present invention provides a modified conjugated diene-based polymer capable of providing a rubber composition having excellent affinity with a filler and, as a result, excellent processability, tensile properties and viscoelastic properties.
본 발명의 일 실시예에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 제1사슬; 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 반복단위를 포함하는 제2사슬; 및 아민 함유 알콕시실란계 변성제 유래 단위;를 포함하고, 상기 제1사슬과 제2사슬은 변성제 유래 단위에 의하여 커플링 결합되어 있는 것을 특징으로 한다. The modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention includes a first chain including a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer; a second chain comprising a repeating unit derived from a compound represented by the following formula (1); and a unit derived from an amine-containing alkoxysilane-based modifier, wherein the first chain and the second chain are coupled to each other by a modifier-derived unit.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, In Formula 1,
R1a 내지 R1c는 서로 독립적으로 수소 원자; 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 2 내지 20의 알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 20의 헤테로알킬기, 탄소수 2 내지 20의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기이고,R 1a to R 1c are each independently a hydrogen atom; an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a heteroalkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; a heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; an aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Or a heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms,
R1d는 단일결합, 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기; 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬렌기; 또는 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이고, 여기에서 상기 치환기는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고, R 1d is a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with a substituent; a cycloalkylene group having 5 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with a substituent; Or an arylene group having 6 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent, wherein the substituent is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,
R1f 및 R1g는 서로 독립적으로 단일결합, 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기; 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬렌기; 또는 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이고, 여기에서 상기 치환기는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고, R 1f and R 1g are each independently a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent; a cycloalkylene group having 5 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with a substituent; Or an arylene group having 6 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent, wherein the substituent is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,
R1h, R1i, R1j 및 R1k는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 2 내지 20의 알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 20의 헤테로알킬기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기이다.R 1h, R 1i, R 1j and R 1k are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; a heteroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms; a heteroalkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; a heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; an aryl group having 6 to 20 carbon atoms; or a heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 변성반응 이후 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 반복단위를 포함하는 마크로모노머를 변성된 활성 제1사슬과 반응시키는 단계를 포함하는 후술하는 제조방법에 의하여 제조된 것일 수 있고, 이를 통하여 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 제1사슬과 상기 제1사슬 적어도 일 말단에 결합하는 아민 함유 알콕시실란계 함유 변성제 유래 단위에 상기 마크로모노머로부터 유래되는 제2사슬이 결합되어 있는 그라프트 공중합체와 같은 구조를 갖는 것일 수 있다. 즉, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 변성제 유래 단위에 의하여 제1사슬과 제2사슬이 커플링 결합되어 있는 것일 수 있다. The modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention is a manufacturing method to be described later comprising the step of reacting a macromonomer including a repeating unit derived from the compound represented by Formula 1 with the modified active first chain after the modification reaction may be prepared by, through which the first chain including a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer and an amine-containing alkoxysilane-containing modifier-derived unit coupled to at least one terminal of the first chain derived from the macromonomer It may have the same structure as the graft copolymer to which the second chain is bonded. That is, the modified conjugated diene-based polymer may be one in which a first chain and a second chain are coupled by a unit derived from a modifier.
이와 같이, 관능기들이 모두 변성 공액디엔계 중합체의 일 말단에 집중적으로 분포된 경우, 실리카와 상호작용시 중합체의 일 말단만 실리카와 결합하고 다른 말단은 자유로운 상태일 수 있어, 기존의 단말단 변성 중합체와 유사하게 충진제의 분산성과 응집 방지에 탁월한 효과를 보임으로써 가공성이 현저히 개선될 수 있다. 또한, 관능기가 결합되어 있는 일 말단에는 마크로모노머로부터 유래되는 제2사슬과 변성제 유래 단위가 포함되어 기존 양말단 변성 중합체와 동등 이상 수준으로 충진제와의 상호작용에 의한 효과를 달성할 수 있고, 이에 인장 특성과 점탄성 특성이 우수할 수 있다.As such, when all of the functional groups are intensively distributed at one end of the modified conjugated diene-based polymer, only one end of the polymer binds to silica and the other end is free when interacting with silica, so the existing terminal end-modified polymer Similarly, the processability can be remarkably improved by showing an excellent effect on the dispersibility of the filler and the prevention of agglomeration. In addition, the second chain derived from the macromonomer and the modifier-derived unit are included at one end to which the functional group is bonded, so that the effect by interaction with the filler can be achieved at the same or higher level than that of the conventional modified polymer at both ends. Tensile properties and viscoelastic properties may be excellent.
또한, 일반적으로 변성 공액디엔계 중합체는 변성제로부터 유래된 잔기, 예컨대 알콕시기(-OR, 여기서 R은 탄화수소기) 또는 수산기(-OH)가 존재하며, 시간이 경과함에 따라 상기 잔기로부터 축합반응 또는 가수분해 반응 등이 일어나 저장 안정성이 저하되어 무니점도가 상승하고, 분자량 분포가 증가하며, 이에 상기 변성 공액디엔계 중합체의 배합물성의 우수한 특성이 유지되지 못하고, 고무 조성물에 적용 시 목적하는 특성을 얻을 수 없는 문제가 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 후술하는 제조방법으로 제조됨으로써 중합체 내 존재하는 변성제 유래 잔기인 알콕시기에 상기 마크로모노머로부터 유래되는 제2사슬이 결합되어 있는 구조를 가질 수 있고, 결과적으로 중합체 내 변성제 유래 잔기가 존재하지 않거나 기존의 제조방법 대비 감소된다. In addition, in general, the modified conjugated diene-based polymer has a residue derived from the modifier, such as an alkoxy group (-OR, where R is a hydrocarbon group) or a hydroxyl group (-OH), and as time passes, a condensation reaction or Due to hydrolysis reaction, etc., storage stability is reduced, Mooney viscosity is increased, molecular weight distribution is increased, and thus excellent properties of the compounding properties of the modified conjugated diene-based polymer cannot be maintained, and the desired properties when applied to a rubber composition I have a problem I can't get. However, the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention has a structure in which the second chain derived from the macromonomer is bonded to an alkoxy group, which is a residue derived from a modifier present in the polymer, by being prepared by the manufacturing method described below. As a result, the residue derived from the denaturant in the polymer does not exist or is reduced compared to the conventional manufacturing method.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 변성 공액디엔계 중합체는, 후술하는 제조방법으로 제조됨으로써 관능기가 많은 변성제만을 사용하는 경우보다 더 많은 관능기를 도입할 수 있는 장점이 있다. 구체적으로, 활성 중합체와 변성제의 알콕시기는 중합체의 입체 장애로 인하여 변성제 한 분자에 2개 이상의 중합체 사슬이 결합되기 어렵고, 3개 이상의 사슬이 결합될 수는 있으나 3개 이상의 사슬이 커플링된 변성 중합체는 미량일 수밖에 없다. 그러나, 본 발명에 따른 제조방법은 상기와 같은 입체 장애와 관계 없이 중합체 사슬이 결합되어 있는 변성제의 알콕시 잔기에 관능기를 마크로모노머로부터 유래되는 제2사슬이 결합할 수 있게 되어 중합체 사슬 내 관능기를 더 많이 도입할 수 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention has an advantage in that more functional groups can be introduced than when only a modifier having many functional groups is used by being prepared by the manufacturing method described later. Specifically, the alkoxy group of the active polymer and the modifier is difficult to bind two or more polymer chains to one molecule of the modifier due to steric hindrance of the polymer. must be insignificant. However, in the production method according to the present invention, the second chain derived from the macromonomer can bind the functional group to the alkoxy residue of the modifier to which the polymer chain is bonded, regardless of the steric hindrance as described above, so that the functional group in the polymer chain is further many can be introduced.
즉, 변성제 한 분자 내 관능기를 도입하는 것은 분명히 한계가 있고, 아무리 많이 도입한다고 하더라도, 본 발명에서와 같이 입체 장애 영향 없이 관능기를 포함하는 사슬을 알콕시잔기에 결합시키는 경우와 비교하면 중합체 내 절대적인 관능기 양에 차이가 있을 수 밖에 없다. That is, the introduction of a functional group in one molecule of the modifier is clearly limited, and no matter how much is introduced, as in the present invention, when a chain containing a functional group is bonded to an alkoxy moiety without steric hindrance, it is an absolute functional group in the polymer. There is bound to be a difference in quantity.
이에, 본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 시간 경과에 따른 저장 안정성이 우수하여 배합물성이 제조 초기나 시간이 경과한 후에도 일정하게 우수한 특성을 유지할 수 있고, 기존의 단말단 변성 중합체 대비 인장 특성 및 점탄성 특성이 우수할 수 있다.Accordingly, the modified conjugated diene-based polymer according to the present invention has excellent storage stability over time, so that the compounding property can maintain uniformly excellent properties even after the initial stage of manufacture or over time, and tensile properties compared to conventional terminal-end modified polymers and excellent viscoelastic properties.
공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 제1사슬First chain comprising a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체의 주요 골격이 되는 제1사슬은 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하며, 상기 공액디엔계 단량체는 1,3-부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 피페릴렌, 3-부틸-1,3-옥타디엔, 이소프렌, 2-페닐-1,3-부타디엔 및 2-할로-1,3-부타디엔(할로는 할로겐 원자를 의미한다)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the first chain serving as the main backbone of the modified conjugated diene-based polymer includes a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer, and the conjugated diene-based monomer includes 1,3-butadiene, 2,3 -Dimethyl-1,3-butadiene, piperylene, 3-butyl-1,3-octadiene, isoprene, 2-phenyl-1,3-butadiene and 2-halo-1,3-butadiene (halo is a halogen atom means) may be at least one selected from the group consisting of.
또한, 상기 제1사슬은 방향족 비닐계 단량체 유래 반복단위를 더 포함할 수 있고, 상기 방향족 비닐계 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 4-프로필스티렌, 1-비닐나프탈렌, 4-시클로헥실스티렌, 4-(p-메틸페닐)스티렌, 1-비닐-5-헥실나프탈렌, 3-(2-피롤리디노 에틸)스티렌(3-(2-pyrrolidino ethyl)styrene), 4-(2-피롤리디노 에틸)스티렌(4-(2-pyrrolidino ethyl)styrene) 및 3-(2-피롤리디노-1-메틸 에틸)-α-메틸스티렌(3-(2-pyrrolidino-1-methyl ethyl)-α-methylstyrene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.In addition, the first chain may further include a repeating unit derived from an aromatic vinyl-based monomer, and the aromatic vinyl-based monomer is styrene, α-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, 4-propylstyrene, 1 -Vinylnaphthalene, 4-cyclohexylstyrene, 4-(p-methylphenyl)styrene, 1-vinyl-5-hexylnaphthalene, 3-(2-pyrrolidino ethyl)styrene (3-(2-pyrrolidino ethyl)styrene) , 4- (2-pyrrolidino ethyl) styrene (4- (2-pyrrolidino ethyl) styrene) and 3- (2-pyrrolidino-1-methyl ethyl) -α-methylstyrene (3- (2-pyrrolidino -1-methyl ethyl)-α-methylstyrene) may be at least one selected from the group consisting of.
또 다른 예로, 상기 변성 공액디엔계 중합체의 제1사슬은 상기 공액디엔계 단량체 유래 반복단위와 함께 탄소수 1 내지 10의 디엔계 단량체 유래 반복단위를 더 포함하는 공중합체일 수 있다. 상기 디엔계 단량체 유래 반복단위는 상기 공액디엔계 단량체와는 상이한 디엔계 단량체로부터 유래된 반복단위일 수 있고, 상기 공액디엔계 단량체와는 상이한 디엔계 단량체는 일례로 1,2-부타디엔일 수 있다. 상기 변성 공액디엔계 중합체가 디엔계 단량체를 더 포함하는 공중합체인 경우, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 디엔계 단량체 유래 반복단위를 0 초과 중량% 내지 1 중량%, 0 초과 중량% 내지 0.1 중량%, 0 초과 중량% 내지 0.01 중량%, 또는 0 초과 중량% 내지 0.001 중량%로 포함할 수 있고, 이 범위 내에서 겔 생성을 방지하는 효과가 있다.As another example, the first chain of the modified conjugated diene-based polymer may be a copolymer further comprising a repeating unit derived from a diene-based monomer having 1 to 10 carbon atoms together with the repeating unit derived from the conjugated diene-based monomer. The repeating unit derived from the diene-based monomer may be a repeating unit derived from a diene-based monomer different from the conjugated diene-based monomer, and the diene-based monomer different from the conjugated diene-based monomer may be, for example, 1,2-butadiene. . When the modified conjugated diene-based polymer is a copolymer further comprising a diene-based monomer, the modified conjugated diene-based polymer contains more than 0% by weight to 1% by weight of the repeating unit derived from the diene-based monomer, more than 0% by weight to 0.1% by weight, It may contain more than 0 wt% to 0.01 wt%, or more than 0 wt% to 0.001 wt%, and has the effect of preventing gel formation within this range.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체의 골격을 이루는 제1사슬에 2종 이상의 단량체 유래 반복단위가 포함되는 경우 상기 제1사슬은 랜덤 공중합체 사슬일 수 있고, 이 경우 각 물성 간의 밸런스가 우수한 효과가 있다. 상기 랜덤 공중합체는 공중합체를 이루는 반복단위가 무질서하게 배열된 것을 의미할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the first chain constituting the backbone of the modified conjugated diene-based polymer includes at least two monomer-derived repeating units, the first chain may be a random copolymer chain, and in this case, each There is an excellent effect of the balance between the physical properties. The random copolymer may mean that the repeating units constituting the copolymer are disorderly arranged.
화학식 1로 표시되는 화합물 유래 반복단위를 포함하는 제2사슬A second chain comprising a repeating unit derived from a compound represented by Formula 1
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 변성 공액디엔계 중합체는, 상기 제1사슬 외에 제2사슬을 더 포함하며, 상기 제2사슬은 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 반복단위를 포함하는 마크로모노머로부터 유래된 것으로, 주요 단위는 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 반복단위일 수 있다. In addition, the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention further includes a second chain in addition to the first chain, and the second chain is a macromonomer including a repeating unit derived from a compound represented by Formula 1 Derived, the main unit may be a repeating unit derived from the compound represented by the formula (1).
구체적으로, 상기 화학식 1에서, R1a 내지 R1c는 서로 독립적으로 수소 원자; 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 탄소수 2 내지 10의 알케닐기; 탄소수 2 내지 10의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 10의 헤테로알킬기, 탄소수 2 내지 10의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 10의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 12의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 10의 헤테로고리기이고, R1d는 단일결합 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, R1f 및 R1g는 서로 독립적으로 단일결합 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, R1h, R1i, R1j 및 R1k는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 탄소수 2 내지 10의 알케닐기; 탄소수 2 내지 10의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 10의 헤테로알킬기; 탄소수 2 내지 10의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 10의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 12의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 10의 헤테로고리기일 수 있다. Specifically, in Formula 1, R 1a to R 1c are each independently a hydrogen atom; an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms; an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms; A heteroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a heteroalkenyl group having 2 to 10 carbon atoms; a heteroalkynyl group having 2 to 10 carbon atoms; a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms; an aryl group having 6 to 12 carbon atoms; or a heterocyclic group having 3 to 10 carbon atoms, R 1d is a single bond or an unsubstituted alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, R 1f and R 1g are each independently a single bond or unsubstituted alkyl having 1 to 10 carbon atoms a ren group, and R 1h, R 1i, R 1j and R 1k are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms; an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms; a heteroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms; a heteroalkenyl group having 2 to 10 carbon atoms; a heteroalkynyl group having 2 to 10 carbon atoms; a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms; an aryl group having 6 to 12 carbon atoms; Or it may be a heterocyclic group having 3 to 10 carbon atoms.
다른 예로, 상기 화학식 1에서, R1a 내지 R1c는 서로 독립적으로 수소 원자; 또는 탄소수 1 내지 10의 이고, R1d는 단일결합 또는 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이고, R1f 및 R1g는 서로 독립적으로 단일결합 또는 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이고, R1h, R1i, R1j 및 R1k는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있다.As another example, in Formula 1, R 1a to R 1c are each independently a hydrogen atom; or having 1 to 10 carbon atoms, R 1d is a single bond or an unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group, R 1f and R 1g are each independently a single bond or an unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group, R 1h, R 1i, R 1j and R 1k may each independently be an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
보다 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물일 수 있다. More specifically, the compound represented by Formula 1 may be a compound represented by Formula 1-1 below.
[화학식 1-1][Formula 1-1]
변성제: 아민 함유 알콕시실란계 변성제Modifier: amine-containing alkoxysilane modifier
또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 아민 함유 알콕시실란계 변성제 유래 단위에 의해 제1사슬과 제2사슬이 커플링된 형태일 수 있고, 제2사슬은 상기 변성제가 허브가 되어 결합되는 것일 수 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer may be in a form in which a first chain and a second chain are coupled by a unit derived from an amine-containing alkoxysilane-based modifier, and the second chain may be coupled to the modifier as a hub. .
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성제는 실리카 친화성 변성제일 수 있다. 상기 실리카 친화성 변성제는 변성제로 이용되는 화합물 내에 실리카 친화성 작용기를 함유하는 변성제를 의미하는 것일 수 있고, 상기 실리카 친화성 작용기는 충전제, 특히 실리카계 충전제와 친화성이 우수하여, 실리카계 충전제와 변성제 유래 작용기 간의 상호작용이 가능한 작용기를 의미하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the modifier may be a silica affinity modifier. The silica-affinity modifier may mean a modifier containing a silica-affinity functional group in a compound used as a modifier, and the silica-affinity functional group has excellent affinity with a filler, particularly a silica-based filler, It may mean a functional group capable of interaction between functional groups derived from the denaturant.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 아민 함유 알콕시실란계 변성제는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다. Specifically, according to an embodiment of the present invention, the amine-containing alkoxysilane-based modifier may be a compound represented by the following formula (2).
[화학식 2][Formula 2]
상기 화학식 2에서, R1은 단일 결합, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기일 수 있고, R2 및 R3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있으며, R4는 수소, 에폭시기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 2 내지 10의 알릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환된 1치환, 2치환 또는 3치환의 알킬실릴기, 또는 탄소수 2 내지 10의 헤테로 고리기일 수 있고, R21은 단일 결합, 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기, 또는 -[R42O]j-일 수 있으며, R42는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기일 수 있고, a 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 3에서 선택된 정수일 수 있으며, n은 0 내지 2의 정수일 수 있고, j는 1 내지 30에서 선택된 정수일 수 있다.In Formula 2, R 1 may be a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, R 2 and R 3 may each independently be an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 4 is hydrogen, an epoxy group, or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms. It may be a monosubstituted, disubstituted or trisubstituted alkylsilyl group substituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an allyl group having 2 to 10 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a heterocyclic group having 2 to 10 carbon atoms, R 21 may be a single bond, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, or -[R 42 O] j -, R 42 may be an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and a and m are each independently from 1 to 3 It may be an integer selected from, n may be an integer from 0 to 2, and j may be an integer selected from 1 to 30.
구체적인 예로, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 N,N-비스(3-(디메톡시(메틸)실릴)프로필) -메틸-1-아민(N,N-bis(3-(dimethoxy(methyl)silyl)propyl)-methyl-1-amine), N,N-비스(3-(디에톡시(메틸)실릴)프로필)- 메틸-1-아민(N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-methyl-1-amine), N,N-비스(3-(트리메톡시실릴)프로필)-메틸-1-아민(N,N-bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)-methyl-1-amine), N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-메틸-1-아민(N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-methyl-1-amine), 트리(트리메톡시실릴)아민(tri(trimethoxysilyl)amine), 트리(3-(트리메톡시실릴)프로필)아민(tri-(3-(trimethoxysilyl)propyl)amine), N,N-비스(3-(디에톡시(메틸)실릴)프로필)-1,1,1-트리메틸실란아민(N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-1,1,1-trimethlysilanamine), N-(3-(1H-1,2,4-트리아졸-1-일)프로필)-3-(트리메톡시실릴)-N-(3-(트리메톡시실릴)프로필)프로판-1-아민(N-(3-(1H-1,2,4-triazole-1-yl)propyl)-3-(trimethoxysilyl)-N-(trimethoxysilyl)propyl)propan-1-amine), 3-(트리메톡시실릴)-N-(3-트리메톡시실릴)프로필)-N-(3-(1-(3-(트리메톡시실릴)프로필)-1H-1,2,4-트리아졸-3-일)프로필)프로판-1-아민(3-(trimethoxysilyl)-N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)-N-(3-(1-(3-(trimehtoxysilyl)propyl)-1H-1,2,4-triazol-3-yl)propyl)propan-1-amine), N-알릴-N-(3-(트리메톡시실릴)프로필)프로프-2-엔-1아민(N-allyl-N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)prop-2-en-1-amine), N,N-비스(옥시란-2-일메틸)-3-(트리메톡시실릴)프로판 1-아민(N,N-bis(oxiran-2-ylmethyl)-3-(trimethoxysilyl)propan-1-amine), 1,1,1-트리메틸-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)-N-(트리메틸실릴)실란아민(1,1,1-trimethyl-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)-N-(trimethylsilyl)silanamine) 및 N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-2,5,8,11,14-펜타옥사헥사데칸-16-아민(N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-2,5,8,11,14-pentaoxahexadecan-16-amine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있다.As a specific example, the compound represented by Formula 2 is N,N-bis(3-(dimethoxy(methyl)silyl)propyl)-methyl-1-amine(N,N-bis(3-(dimethoxy(methyl)silyl) )propyl)-methyl-1-amine), N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-methyl-1-amine (N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl) )propyl)-methyl-1-amine), N,N-bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)-methyl-1-amine(N,N-bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)-methyl- 1-amine), N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-methyl-1-amine (N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-methyl-1-amine), tri (trimethoxysilyl)amine), tri(3-(trimethoxysilyl)propyl)amine), N,N-bis(3- (diethoxy (methyl) silyl) propyl) -1,1,1-trimethylsilanamine (N, N-bis (3- (diethoxy (methyl) silyl) propyl) -1,1,1-trimethlysilanamine), N- (3-(1H-1,2,4-triazol-1-yl)propyl)-3-(trimethoxysilyl)-N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)propan-1-amine ( N-(3-(1H-1,2,4-triazole-1-yl)propyl)-3-(trimethoxysilyl)-N-(trimethoxysilyl)propyl)propan-1-amine), 3-(trimethoxysilyl) )-N-(3-trimethoxysilyl)propyl)-N-(3-(1-(3-(trimethoxysilyl)propyl)-1H-1,2,4-triazol-3-yl) Propyl)propan-1-amine(3-(trimethoxysilyl)-N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)-N-(3-(1-(3-(trimehtoxysilyl)propyl)-1H-1,2,4- triazol-3-yl)propyl)propan-1-amine), N-allyl-N-(3-(trimethoxysilyl)prop Phil)prop-2-en-1amine (N-allyl-N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)prop-2-en-1-amine), N,N-bis(oxiran-2-ylmethyl) )-3-(trimethoxysilyl)propan 1-amine (N,N-bis(oxiran-2-ylmethyl)-3-(trimethoxysilyl)propan-1-amine), 1,1,1-trimethyl-N- (3- (triethoxysilyl) propyl) -N- (trimethylsilyl) silanamine (1,1,1-trimethyl-N- (3- (triethoxysilyl) propyl) -N- (trimethylsilyl) silanamine) and N; N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-2,5,8,11,14-pentaoxahexadecan-16-amine (N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-2, 5,8,11,14-pentaoxahexadecan-16-amine) may be one selected from the group consisting of.
다른 예로, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-1 내지 화학식 2-6으로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다. As another example, the compound represented by Formula 2 may be at least one selected from compounds represented by Formulas 2-1 to 2-6 below.
[화학식 2-1][Formula 2-1]
[화학식 2-2][Formula 2-2]
[화학식 2-3][Formula 2-3]
[화학식 2-4]][Formula 2-4]]
[화학식 2-5][Formula 2-5]
[화학식 2-6][Formula 2-6]
상기 화학식 2-1 내지 화학식 2-6에서, Me는 메틸기이고, Et는 에틸기이다.In Formulas 2-1 to 2-6, Me is a methyl group, and Et is an ethyl group.
또 다른 예로, 상기 아민 함유 알콕시실란계 변성제는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있다.As another example, the amine-containing alkoxysilane-based modifier may be a compound represented by the following formula (3).
[화학식 3] [Formula 3]
상기 화학식 3에서, R5, R6 및 R9는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기일 수 있고, R7, R8, R10 및 R11은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있으며, R12는 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있고, b 및 c는 각각 독립적으로 1, 2 또는 3이고, b+c≥4일 수 있으며, A는 또는 일 수 있으며, 이 때, R13, R14, R15 및 R16은 각각 독립적으로 수소, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있다.In Formula 3, R 5 , R 6 and R 9 may each independently be an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and R 7 , R 8 , R 10 and R 11 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. may be, R 12 may be hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, b and c are each independently 1, 2 or 3, b+c≥4, and A is or may be, and in this case, R 13 , R 14 , R 15 and R 16 may each independently be hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
구체적인 예로, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 N-(3-(1H-이미다졸-1-일)프로필)-3-(트리에톡시실릴)-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필프로판-1-아민(N-(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)-3-(triethoxysilyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)propan-1-amine) 및 3-(4,5-디하이드로-1H-이미다졸-1-일)-N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)프로판-1-아민(3-(4,5-dihydro-1H-imidazol-1-yl)-N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)propan-1-amine)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있다.As a specific example, the compound represented by Formula 3 is N-(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)-3-(triethoxysilyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl Propan-1-amine (N-(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)-3-(triethoxysilyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)propan-1-amine) and 3-(4 ,5-dihydro-1H-imidazol-1-yl)-N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)propan-1-amine (3-(4,5-dihydro-1H-imidazol) It may be one selected from the group consisting of -1-yl)-N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)propan-1-amine).
또 다른 예로, 상기 아민 함유 알콕시실란계 변성제는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물일 수 있다.As another example, the amine-containing alkoxysilane-based modifier may be a compound represented by the following formula (4).
[화학식 4][Formula 4]
상기 화학식 4에서, A1 및 A2는 각각 독립적으로 산소원자를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1 내지 20의 2가 탄화수소기일 수 있고, R17 내지 R20은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가 탄화수소기일 수 있으며, L1 내지 L4는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환된 1치환, 2치환 또는 3치환의 알킬실릴기, 또는 탄소수 1 내지 20의 1가 탄화수소기이거나, L1 및 L2와, L3 및 L4는 서로 연결되어 탄소수 1 내지 5의 고리를 형성할 수 있고, L1 및 L2와, L3 및 L4가 서로 연결되어 고리를 형성하는 경우, 형성된 고리는 N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 헤테로 원자를 1개 내지 3개 포함할 수 있다.In Formula 4, A 1 and A 2 may each independently be a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms including or not including an oxygen atom, and R 17 to R 20 are each independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. may be a hydrocarbon group, and L 1 to L 4 are each independently a monosubstituted, disubstituted or trisubstituted alkylsilyl group substituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or L 1 and L 2 and L 3 and L 4 may be connected to each other to form a ring having 1 to 5 carbon atoms, and when L 1 and L 2 and L 3 and L 4 are connected to each other to form a ring, a ring formed may include 1 to 3 at least one hetero atom selected from the group consisting of N, O and S.
구체적인 예로, 상기 화학식 4로 표시되는 화합물은 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디메틸프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디메틸프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디메틸프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디프로필프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimpropylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디프로필프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디프로필프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디메틸메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디프로필메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디메틸메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디프로필메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디메틸메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디프로필메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethan-1-amine), N,N'-((1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸-N-(트리메틸실릴)실란아민(N,N'-((1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine), N,N'-((1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸-N-(트리메틸실릴)실란아민(N,N'-((1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine), N,N'-((1,1,3,3-테트라프로톡시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸-N-(트리메틸실릴)실란아민(N,N'-((1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine), N,N'-((1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸-N-페닐실란아민(N,N'-((1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilanamine), N,N'-((1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸-N-페닐실란아민(N,N'-((1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilanamine), N,N'-((1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸-N-페닐실란아민(N,N'-((1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilanamine), 1,3-비스(3-(1H-이미다졸-1-일)프로필)1,1,3,3-테트라메톡시디실록산(1,3-bis(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)-1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane), 1,3-비스(3-(1H-이미다졸-1-일)프로필)1,1,3,3-테트라에톡시디실록산(1,3-bis(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)-1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane), 및 1,3-비스(3-(1H-이미다졸-1-일)프로필)1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산(1,3-bis(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)-1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있다.As a specific example, the compound represented by Formula 4 is 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine)( 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetra Ethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine)(3,3′-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N ,N-dimethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine)( 3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetra Methoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine)(3,3′-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N ,N-diethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylpropan-1-amine) ( 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimpropylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetra Ethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine)(3,3′-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis( N,N-diethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine )(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3 -tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylpropan-1-amine) (3, 3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxy Cydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylpropan-1-amine)(3,3′-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N, N-dipropylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine) (3 ,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetrae Toxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine)(3,3′-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N ,N-diethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine) (3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3- Tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethane-1-amine)(3,3′-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N ,N-dimethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethan-1-amine) ( 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetra Propoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethan-1-amine)(3,3′-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N ,N-dimethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3, 3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethane-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl )bis(N,N-dipropylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethane-1 -amine) (3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3 ,3-Tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethane-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-) diyl)bis(N,N-dipropylmethan-1-amine), N,N'-((1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propane-3,1-diyl) ))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine(N,N'-((1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3, 1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine), N,N'-((1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl) Bis(propane-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine(N,N'-((1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3) -diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine), N,N'-((1,1,3,3-tetraprotoxy) Cydisiloxane-1,3-diyl)bis(propane-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine(N,N'-((1,1, 3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine), N,N'-((1, 1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl) Bis(propane-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilaneamine(N,N'-((1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl) bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilanamine), N,N'-((1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3 -diyl)bis(propane-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilaneamine (N,N'-((1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3) -diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilanamine), N,N'-((1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane- 1,3-diyl)bis(propane-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilaneamine (N,N'-((1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-) 1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilanamine), 1,3-bis(3-(1H-imidazol-1-yl) propyl) 1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane (1,3-bis(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)-1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane), 1,3- Bis(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane(1,3-bis(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)- 1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane), and 1,3-bis(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane (1,3- It may be one selected from the group consisting of bis(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)-1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane).
보다 구체적으로, 상기 화학식 4로 표시되는 화합물은 하기 화학식 4-1로 표시되는 화합물일 수 있다.More specifically, the compound represented by Chemical Formula 4 may be a compound represented by the following Chemical Formula 4-1.
[화학식 4-1][Formula 4-1]
상기 화학식 4-1에서, Me는 메틸기이다. In Formula 4-1, Me is a methyl group.
또 다른 예로, 상기 아민 함유 알콕시실란계 변성제는 하기 화학식 5로 표시되는 화합물일 수 있다.As another example, the amine-containing alkoxysilane-based modifier may be a compound represented by the following Chemical Formula 5.
[화학식 5][Formula 5]
상기 화학식 5에서, Rb2 내지 Rb4는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, Rb5 내지 Rb8은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, Rb13 및 Rb14는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, Rb15 내지 Rb18은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며, m1, m2, m3 및 m4는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이다.In Formula 5, R b2 to R b4 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, R b5 to R b8 are independently of each other an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, R b13 and R b14 are each independently a carbon number an alkylene group of 1 to 10, R b15 to R b18 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and m 1 , m 2 , m 3 and m 4 are each independently an integer of 1 to 3.
구체적으로는, 상기 화학식 5로 표시되는 화합물은 하기 화학식 5-1로 표시되는 화합물일 수 있다.Specifically, the compound represented by the formula (5) may be a compound represented by the following formula (5-1).
[화학식 5-1][Formula 5-1]
상기 화학식 5-1에서, Et는 에틸기이다. In Formula 5-1, Et is an ethyl group.
또 다른 예로, 상기 아민 함유 알콕시실란계 변성제는 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물일 수 있다.As another example, the amine-containing alkoxysilane-based modifier may be a compound represented by the following formula (6).
[화학식 6][Formula 6]
상기 화학식 6에서, Re1 및 Re2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, Re3 내지 Re6는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 -Re7SiRe8Re9Re10이되, Re3 내지 Re6 중 적어도 하나는 -Re7SiRe8Re9Re10이며, 여기에서 Re7은 단일결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, Re8 내지 Re10은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기이되, Re8 내지 Re10 중 적어도 하나는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기이다.In Formula 6, R e1 and R e2 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and Re3 to R e6 are independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or -R e7 SiR e8 R e9 R e10 However, at least one of Re3 to Re6 is —R e7 SiR e8 Re9 Re9 Re10 , wherein Re7 is a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and Re8 to Re10 are independently of each other 1 carbon number an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, wherein at least one of R e8 to Re10 is an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms.
구체적으로, 상기 화학식 6으로 표시되는 화합물은 하기 화학식 6-1로 표시되는 화합물일 수 있다. Specifically, the compound represented by Chemical Formula 6 may be a compound represented by the following Chemical Formula 6-1.
[화학식 6-1][Formula 6-1]
상기 화학식 6-1에서, Me는 메틸기이다. In Formula 6-1, Me is a methyl group.
또 다른 예로, 상기 아민 함유 알콕시실란계 변성제는 하기 화학식 7로 표시되는 화합물일 수 있다.As another example, the amine-containing alkoxysilane-based modifier may be a compound represented by the following formula (7).
[화학식 7][Formula 7]
상기 화학식 7에서, Rh1 및 Rh2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10읠 알킬기 또는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기이고, Rh3는 단일결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, A3는 -Si(Rh4Rh5Rh6) 또는 -N[Si(Rh7Rh8Rh9)]2이며, 여기에서 Rh4 내지 Rh9는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기이다.In Formula 7, R h1 and R h2 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, R h3 is a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, A 3 is -Si (R h4 R h5 R h6 ) or —N[Si(R h7 R h8 R h9 )] 2 , wherein R h4 to R h9 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms. am.
구체적으로, 상기 화학식 7로 표시되는 화합물은 하기 화학식 7-1 또는 화학식 7-2로 표시되는 화합물일 수 있다. Specifically, the compound represented by Formula 7 may be a compound represented by Formula 7-1 or Formula 7-2.
[화학식 7-1][Formula 7-1]
[화학식 7-2][Formula 7-2]
상기 화학식 7-1 및 7-2에서, Me는 메틸기이다.In Formulas 7-1 and 7-2, Me is a methyl group.
변성 공액디엔계 중합체의 주요 파라미터Main parameters of modified conjugated diene-based polymers
또한, 본 발명의 일 실시예에 다른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 NSX 분석에 따른 중합체 내 N 원자의 함량이 중량 기준으로 150 ppm 이상이고, ICP 분석에 따른 중합체 내 Si 원자의 함량이 중량 기준으로 50 ppm 이상일 수 있다. In addition, in the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention, the content of N atoms in the polymer according to NSX analysis is 150 ppm or more by weight, and the content of Si atoms in the polymer according to ICP analysis is based on weight 50 ppm or more.
구체적으로, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 ICP 분석에 따른 중합체 내 Si 원자의 함량이 중량 기준으로 70 ppm 이상이고, 바람직하게는 100 ppm 이상, 더 바람직하게는 150 ppm 이상일 수 있다.Specifically, in the modified conjugated diene-based polymer, the content of Si atoms in the polymer according to ICP analysis may be 70 ppm or more based on weight, preferably 100 ppm or more, and more preferably 150 ppm or more.
상기 Si 원자의 함량은 변성제로부터 유래되는 것일 수 있고, 경우에 따라서 화학식 1로 표시되는 화합물 및 변성제로부터 유래되는 것일 수 있으며, Si 원자의 함량은 변성 공액디엔계 중합체에 존재하는 관능기, 즉 충진제와의 친화성 향상을 기대할 수 있게 하는 것으로서 가공성 개선뿐만 아니라, 주요한 인자가 될 수 있다.The content of Si atoms may be derived from a modifier, and in some cases, may be derived from a compound represented by Formula 1 and a modifier, and the content of Si atoms may be derived from a functional group present in the modified conjugated diene-based polymer, that is, a filler and As it can be expected to improve the affinity of
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 NSX 분석에 따른 중합체 내 N 원자의 함량이 중량 기준으로 150 ppm 이상이고, 바람직하게 160 ppm 이상, 더 바람직하게 170 ppm 이상일 수 있다. 상기 변성 공액디엔계 중합체는 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 관능기, 예컨대 아민기가 반복적으로 존재하도록 하는 제조방법에 의해 N 원자가 상대적으로 고함량일 수 있고, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 관능기가 중합체 제1사슬과 상기 제1사슬 적어도 일 말단에 결합하는 변성제 유래 단위에 결합되어 있는 구조를 가짐으로써 배합 과정에서 충진제, 예컨대 실리카와의 친화성 및 실리카의 분산성을 현저히 향상시킴으로써 점탄성 특성이 우수하면서 동시에 가공성이 크게 개선될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the modified conjugated diene-based polymer, the content of N atoms in the polymer according to NSX analysis may be 150 ppm or more, preferably 160 ppm or more, and more preferably 170 ppm or more. The modified conjugated diene-based polymer may have a relatively high content of N atoms by a manufacturing method in which a functional group derived from the compound represented by Formula 1, such as an amine group, is repeatedly present, and the functional group derived from the compound represented by Formula 1 is a polymer. By having one chain and a structure bonded to a modifier-derived unit bonded to at least one terminal of the first chain, affinity with a filler, such as silica, and dispersibility of silica in the compounding process are significantly improved, thereby providing excellent viscoelastic properties and at the same time Processability can be greatly improved.
또한, 이러한 고함량의 N 원자로 인하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 N 원자 및 Si 원자의 몰비율(N/Si)이 0.75 이상일 수 있다. 일반적으로, 변성제에 의하여 변성된 중합체의 경우 변성 중합 개시제, 변성 단량체 등으로 인하여 Si 원자와 N 원자를 함유하고 있을 수 있지만, 전술한 것과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 중합체의 경우 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 반복단위를 포함함으로 인하여 N 원자의 함량이 상대적으로 많을 수 있고, 그에 따른 상징적인 의미로써 N 원자와 Si 원자의 몰비율이 0.75 이상일 수 있으며, 바람직하게는 0.77 이상, 또는 0.78 이상, 더 바람직하게는 0.8 이상일 수 있고, 가장 최적으로는 0.9 이상일 수 있다. 이를 통해서, 배합시 분산성 개선에 따른 가공성 향상 효과를 최적화 할 수 있다.In addition, due to the high content of N atoms, in the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention, the molar ratio (N/Si) of N atoms to Si atoms may be 0.75 or more. In general, in the case of a polymer modified by a modifier, it may contain Si atoms and N atoms due to a modified polymerization initiator, a modified monomer, etc., but as described above, in the case of a polymer according to an embodiment of the present invention, as described above, Due to the inclusion of the indicated compound-derived repeating unit, the content of N atoms may be relatively large, and as a symbolic meaning thereof, the molar ratio of N atoms to Si atoms may be 0.75 or more, preferably 0.77 or more, or 0.78 or more , more preferably 0.8 or more, and most optimally 0.9 or more. Through this, it is possible to optimize the effect of improving processability according to the improvement of dispersibility during mixing.
또, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 하기 수학식 1에 의한 무니점도 변화율(MVR)이 20% 이하이다.Further, according to an embodiment of the present invention, the modified conjugated diene-based polymer has a Mooney viscosity change rate ( MVR ) of 20% or less according to Equation 1 below.
[수학식 1][Equation 1]
MVR = [(MVf - MVi) / MVi] x 100MV R = [(MV f - MV i ) / MV i ] x 100
상기 수학식 1에서, MVR은 무니점도 변화율이고, MVf는 상기 중합체를 25℃에서 30일 동안 방치한 후의 100℃ 무니점도이고, MVi는 상기 중합체의 초기 100℃ 무니점도이다.In Equation 1, MV R is the Mooney viscosity change rate, MV f is the 100° C. Mooney viscosity after the polymer is left at 25° C. for 30 days, and MV i is the initial 100° C. Mooney viscosity of the polymer.
상기 무니점도 변화율은 가공성뿐만 아니라, 제조 후 보관 과정에서 발생하는 무니점도의 상승이 작다는 것을 알 수 있는 지표일 수 있는데, 본 발명에 따른 중합체는 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 반복단위를 포함하는 제2사슬과 변성제 유래 단위, 그리고 중합체의 제1사슬이 특정 구조로 결합된 구조적 특징으로 인하여, 가공성이 향상되는 것에서 더 나아가 장시간 보관하는 경우에도 무니점도의 변화율이 낮아 보관 안정성이 뛰어날 수 있다.The Mooney viscosity change rate may be an indicator that not only processability but also a small increase in Mooney viscosity that occurs during storage after manufacturing is small. Due to the structural feature in which the second chain, the modifier-derived unit, and the first chain of the polymer are combined in a specific structure, processability is improved, and even when stored for a long time, the change rate of Mooney viscosity is low and storage stability can be excellent.
상기 무니점도 변화율은 중합체의 초기 무니점도와 중합체를 30일 동안 상온에서 보관한 이후의 무니점도의 변화율이며, 본 발명에서는 20% 이하인 중합체를 제공하며, 바람직하게 15% 이하일 수 있다. 여기서 무니점도는 100℃ 무니점도이며, 이 기술분야에서 적용되는 통상적인 방법으로 측정될 수 있다.The Mooney viscosity change rate is the change rate of the initial Mooney viscosity of the polymer and the Mooney viscosity after the polymer is stored at room temperature for 30 days. In the present invention, the polymer is 20% or less, and preferably 15% or less. Here, the Mooney viscosity is 100° C. Mooney viscosity, and may be measured by a conventional method applied in the art.
일반General
또 다른 예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 수평균 분자량(Mn)이 1,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol, 10,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol, 또는 100,000 g/mol 내지 800,000 g/mol일 수 있고, 중량평균 분자량(Mw)가 1,000 g/mol 내지 3,000,000 g/mol, 10,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol, 또는 100,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol일 수 있으며, 피크평균 분자량(Mp)가 1,000 g/mol 내지 3,000,000 g/mol, 10,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol, 또는 100,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol일 수 있다. 이 범위 내에서 회전저항 및 젖은 노면 저항성이 우수한 효과가 있다. 또 다른 예로, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 분자량 분포(PDI; MWD; Mw/Mn)가 1.0 이상 내지 3.0 이하, 또는 1.1 이상 내지 2.5 이하, 또는 1.1 이상 2.0 이하일 수 있고, 이 범위 내에서 인장특성 및 점탄성 특성이 우수하고, 각 물성 간의 밸런스가 뛰어난 효과가 있다. As another example, the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention has a number average molecular weight (Mn) of 1,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, 10,000 g/mol to 1,000,000 g/mol, or 100,000 g/mol mol to 800,000 g/mol, and a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 g/mol to 3,000,000 g/mol, 10,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, or 100,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, and , the peak average molecular weight (Mp) may be 1,000 g/mol to 3,000,000 g/mol, 10,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, or 100,000 g/mol to 2,000,000 g/mol. Within this range, there is an excellent effect of rolling resistance and wet road resistance. As another example, the modified conjugated diene-based polymer may have a molecular weight distribution (PDI; MWD; Mw/Mn) of 1.0 or more to 3.0 or less, or 1.1 or more to 2.5 or less, or 1.1 or more and 2.0 or less, and tensile properties within this range and excellent viscoelastic properties, and excellent balance between physical properties.
또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 무니점도(Mooney viscosity)가 100℃에서, 30 이상, 40 내지 150, 또는 40 내지 140일 수 있고, 이 범위 내에서 가공성 및 생산성이 우수한 효과가 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer may have a Mooney viscosity of 30 or more, 40 to 150, or 40 to 140 at 100° C., and has excellent processability and productivity within this range.
여기에서 상기 무니점도는 무니점도계를 사용하여 측정한 것일 수 있다. 구체적으로 Monsanto社 MV2000E의 Large Rotor를 사용하여 100℃ 및 Rotor Speed 2±0.02 rpm의 조건에서, 중합체를 실온(23±5℃)에서 30분이상 방치한 후 27±3 g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 플래턴(platen)을 작동시켜 토크(torque)를 인가하면서 측정된 것이다.Here, the Mooney viscosity may be measured using a Mooney viscometer. Specifically, the polymer was left at room temperature (23±5°C) for more than 30 minutes at 100°C and a rotor speed of 2±0.02 rpm using a Monsanto’s MV2000E Large Rotor, and then 27±3 g was collected and inside the die cavity. It was measured while filling in the platen and applying a torque by operating the platen.
또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 비닐 함량이 5 중량% 이상, 10 중량% 이상, 또는 10 중량% 내지 60 중량%일 수 있다. 여기에서, 상기 비닐 함량은 비닐기를 갖는 단량체와 방향족 비닐계 단량체로 이루어진 공액디엔계 공중합체 100 중량%에 대하여 1,4-첨가가 아닌 1,2-첨가된 공액디엔계 단량체의 함량을 의미할 수 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer may have a vinyl content of 5 wt% or more, 10 wt% or more, or 10 wt% to 60 wt%. Here, the vinyl content means the content of the 1,2-added conjugated diene-based monomer, not the 1,4-added, based on 100% by weight of the conjugated diene-based copolymer consisting of a monomer having a vinyl group and an aromatic vinyl-based monomer. can
변성 공액디엔계 중합체의 제조방법Method for producing a modified conjugated diene-based polymer
또한, 본 발명은 상기 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for producing the modified conjugated diene-based polymer.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법은 탄화수소 용매 중에서, 중합 개시제 존재 하에 공액디엔계 단량체 또는 공액디엔계 단량체와 방향족 비닐계 단량체를 중합하여 활성 제1사슬을 제조하는 단계(S1); 상기 활성 제1사슬과 아민 함유 알콕시실란계 변성제를 반응시켜 변성된 활성 제1사슬을 제조하는 단계(S2); 및 상기 변성된 활성 제1사슬과 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 반복단위를 포함하는 마크로모노머를 반응시키는 단계(S3)를 포함하는 것을 특징으로 한다. The method for producing the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention comprises polymerizing a conjugated diene-based monomer or a conjugated diene-based monomer and an aromatic vinyl-based monomer in a hydrocarbon solvent in the presence of a polymerization initiator to prepare an active first chain. step (S1); preparing a modified active first chain by reacting the active first chain with an amine-containing alkoxysilane-based modifier (S2); and reacting the modified active first chain with a macromonomer including a repeating unit derived from a compound represented by the following formula (1) (S3).
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, R1a 내지 R1k는 전술한 바와 같다.In Formula 1, R 1a to R 1k are the same as described above.
또한, 상기 변성제, 공액디엔계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체는 전술한 바와 같다. In addition, the modifier, the conjugated diene-based monomer and the aromatic vinyl-based monomer are the same as described above.
상기 탄화수소 용매는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예컨대 n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, 이소옥탄, 시클로 헥산, 톨루엔, 벤젠 및 크실렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.The hydrocarbon solvent is not particularly limited, but may be, for example, at least one selected from the group consisting of n-pentane, n-hexane, n-heptane, isooctane, cyclohexane, toluene, benzene and xylene.
상기 중합 개시제는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예컨대 메틸리튬, 에틸리튬, 프로필리튬, 이소프로필리튬, n-부틸리튬, s-부틸리튬, t-부틸리튬, 헥실리튬, n-데실리튬, t-옥틸리튬, 페닐리튬, 1-나프틸리튬, n-에이코실리튬, 4-부틸페닐리튬, 4-톨릴리튬, 사이클로헥실리튬, 3,5-디-n-헵틸사이클로헥실리튬, 4-사이클로펜틸리튬, 나프틸나트륨, 나프틸칼륨, 리튬알콕사이드, 나트륨 알콕사이드, 칼륨 알콕사이드, 리튬 술포네이트, 나트륨 술포네이트, 칼륨 술포네이트, 리튬 아미드, 나트륨 아미드, 칼륨아미드 및 리튬 이소프로필아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.The polymerization initiator is not particularly limited, for example, methyllithium, ethyllithium, propyllithium, isopropyllithium, n-butyllithium, s-butyllithium, t-butyllithium, hexyllithium, n-decyllithium, t-octyl Lithium, phenyllithium, 1-naphthyllithium, n-eicosyllithium, 4-butylphenyllithium, 4-tolylylithium, cyclohexyllithium, 3,5-di-n-heptylcyclohexyllithium, 4-cyclopentyllithium , sodium naphthyl, potassium naphthyl, lithium alkoxide, sodium alkoxide, potassium alkoxide, lithium sulfonate, sodium sulfonate, potassium sulfonate, lithium amide, sodium amide, potassium amide and lithium isopropylamide. may be more than
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 중합 개시제는 단량체 총 100 g을 기준으로 0.01 mmol 내지 10 mmol, 0.05 mmol 내지 5 mmol, 0.1 mmol 내지 2 mmol, 0.1 mmol 내지 1 mmol, 또는 0.15 내지 0.8 mmol로 사용할 수 있다. 여기에서, 상기 단량체 총 100 g은 공액디엔계 단량체 또는 공액디엔계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체의 합계량을 나타내는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the polymerization initiator is used in an amount of 0.01 mmol to 10 mmol, 0.05 mmol to 5 mmol, 0.1 mmol to 2 mmol, 0.1 mmol to 1 mmol, or 0.15 to 0.8 mmol based on 100 g of the total monomer. can be used Here, the total amount of 100 g of the monomer may represent a conjugated diene-based monomer or a total amount of a conjugated diene-based monomer and an aromatic vinyl-based monomer.
S1 단계Step S1
상기 (S1) 단계의 중합은 일례로 음이온 중합일 수 있고, 구체적인 예로 음이온에 의한 성장 중합 반응에 의해 중합 말단에 음이온 활성 부위를 갖는 리빙 음이온 중합일 수 있다. 또한, 상기 (S1) 단계의 중합은 승온 중합, 등온 중합 또는 정온 중합(단열 중합)일 수 있고, 상기 정온 중합은 중합 개시제를 투입한 이후 임의로 열을 가하지 않고 자체 반응열로 중합시키는 단계를 포함하는 중합방법을 의미할 수 있고, 상기 승온 중합은 상기 중합 개시제를 투입한 이후 임의로 열을 가하여 온도를 증가시키는 중합방법을 의미할 수 있으며, 상기 등온 중합은 상기 중합 개시제를 투입한 이후 열을 가하여 열을 증가시키거나 열을 뺏어 중합물의 온도를 일정하게 유지하는 중합방법을 의미할 수 있다.The polymerization in step (S1) may be, for example, anionic polymerization, and as a specific example, living anionic polymerization having an anionic active site at the polymerization end by an anion-based growth polymerization reaction. In addition, the polymerization in step (S1) may be elevated temperature polymerization, isothermal polymerization, or constant temperature polymerization (adiabatic polymerization), and the constant temperature polymerization includes the step of polymerizing by its own heat of reaction without optionally applying heat after the polymerization initiator is added. may refer to a polymerization method, and the elevated temperature polymerization may refer to a polymerization method in which the temperature is increased by arbitrarily applying heat after the polymerization initiator is added, and the isothermal polymerization is heat by adding heat after the polymerization initiator is added It may refer to a polymerization method in which the temperature of the polymer is kept constant by increasing the temperature or taking heat away.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S1) 단계의 중합은 상기 공액디엔계 단량체 이외에 탄소수 1 내지 10의 디엔계 화합물 더 포함하여 실시될 수 있고, 이 경우 장시간 운전 시 반응기 벽면에 겔이 형성되는 것을 방지하는 효과가 있다. 상기 디엔계 화합물 일례로 1,2-부타디엔일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the polymerization in step (S1) may be carried out by further including a diene-based compound having 1 to 10 carbon atoms in addition to the conjugated diene-based monomer. This has the effect of preventing the formation. An example of the diene-based compound may be 1,2-butadiene.
상기 (S1) 단계의 중합은 일례로 80℃이하, -20℃ 내지 80℃, 0℃ 내지 80℃, 0℃ 내지 70℃ 또는 10℃ 내지 70℃의 온도범위에서 실시될 수 있고, 이 범위 내에서 중합체의 분자량 분포를 좁게 조절하여, 물성 개선이 뛰어난 효과가 있다.The polymerization of step (S1) may be carried out in a temperature range of, for example, less than 80 ℃, -20 ℃ to 80 ℃, 0 ℃ to 80 ℃, 0 ℃ to 70 ℃ or 10 ℃ to 70 ℃, within this range By narrowing the molecular weight distribution of the polymer, there is an excellent effect of improving physical properties.
상기 (S1) 단계에 의해 제조된 활성 중합체 사슬은 중합체 음이온과 유기 금속 양이온이 결합된 중합체를 의미할 수 있다. The active polymer chain prepared by the step (S1) may refer to a polymer in which a polymer anion and an organometallic cation are bound.
한편, 상기 (S1) 단계의 중합은 극성 첨가제를 포함하여 실시될 수 있고, 상기 극성 첨가제는 단량체 총 100 g을 기준으로 0.001 g 내지 50 g, 0.001 g 내지 10 g, 또는 0.005 g 내지 0.1 g의 비율로 첨가할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 극성첨가제는 중합 개시제 총 1 mmol을 기준으로 0.001 g 내지 10 g, 0.005 g 내지 5 g, 0.005 g 내지 4 g의 비율로 첨가할 수 있다.Meanwhile, the polymerization in step (S1) may be carried out including a polar additive, and the polar additive is 0.001 g to 50 g, 0.001 g to 10 g, or 0.005 g to 0.1 g based on 100 g of the total monomer. It can be added in proportion. As another example, the polar additive may be added in a proportion of 0.001 g to 10 g, 0.005 g to 5 g, 0.005 g to 4 g based on 1 mmol of the polymerization initiator in total.
상기 극성 첨가제는 일례로 테트라하이드로퓨란, 2,2-디(2-테트라하이드로퓨릴)프로판, 디에틸에테르, 시클로펜틸에테르, 디프로필에테르, 에틸렌메틸에테르, 에틸렌디메틸에테르, 디에틸글리콜, 디메틸에테르, 터셔리-부톡시에톡시에탄, 비스(3-디메틸아미노에틸)에테르, (디메틸아미노에틸)에틸에테르, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민, 소듐멘톨레이트(sodium mentholate) 및 2-에틸테트라하이드로퍼푸릴 에테르(2-ethyl tetrahydrofurfuryl ether) 로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 2,2-디(2-테트라하이드로퓨릴)프로판, 트리에틸아민, 테트라메틸에틸렌디아민, 소듐멘톨레이트(sodium mentholate) 또는 2-에틸테트라하이드로퍼푸릴 에테르(2-ethyl tetrahydrofurfuryl ether)일 수 있으며, 상기 극성 첨가제를 포함하는 경우 공액디엔계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체를 공중합시키는 경우 이들의 반응 속도 차이를 보완해줌으로써 랜덤 공중합체를 용이하게 형성할 수 있도록 유도하는 효과가 있다.The polar additive is, for example, tetrahydrofuran, 2,2-di (2-tetrahydrofuryl) propane, diethyl ether, cyclopentyl ether, dipropyl ether, ethylene methyl ether, ethylene dimethyl ether, diethyl glycol, dimethyl ether , tert-butoxyethoxyethane, bis (3-dimethylaminoethyl) ether, (dimethylaminoethyl) ethyl ether, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, N,N,N',N'-tetra It may be at least one selected from the group consisting of methylethylenediamine, sodium mentholate, and 2-ethyl tetrahydrofurfuryl ether, preferably 2,2-di(2-tetra). It may be hydrofuryl) propane, triethylamine, tetramethylethylenediamine, sodium mentholate or 2-ethyl tetrahydrofurfuryl ether, and if the polar additive is included, it may be a conjugated diene In the case of copolymerizing the monomer-based monomer and the aromatic vinyl-based monomer, there is an effect of compensating for the difference in their reaction rate, thereby inducing the easy formation of a random copolymer.
S2 단계Step S2
상기 (S2) 단계는 활성 제1사슬과 아민 함유 알콕시실란계 변성제를 반응시켜 변성된 활성 제1사슬을 제조하기 위한 단계로, 여기에서 반응은 변성 또는 커플링 반응으로 일 수 있고, 이때, 상기 변성제는 단량체 총 100g을 기준으로 0.01 mmol 내지 10 mmol의 양으로 사용할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 변성제는 상기 (S1) 단계의 중합 개시제 1몰을 기준으로, 1:0.1 내지 10, 1: 0.1 내지 5, 또는 1:0.1 내지 1:3의 몰비로 사용할 수 있다.Step (S2) is a step for preparing a modified active first chain by reacting the active first chain with an amine-containing alkoxysilane-based modifier, wherein the reaction may be a modification or a coupling reaction, in which case, the The denaturant may be used in an amount of 0.01 mmol to 10 mmol based on 100 g of the total monomer. As another example, the modifier may be used in a molar ratio of 1:0.1 to 10, 1:0.1 to 5, or 1:0.1 to 1:3 based on 1 mole of the polymerization initiator in step (S1).
S3 단계Step S3
또한, 상기 (S3) 단계는 활성 제1사슬과 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 반복단위를 포함하는 마크로모노머를 반응시켜 변성 공액디엔계 중합체를 제조하기 위한 단계이다. In addition, the step (S3) is a step for preparing a modified conjugated diene-based polymer by reacting the active first chain with a macromonomer including a repeating unit derived from the compound represented by Formula 1.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 상기 (S3) 단계 이전에 마크로모노머를 제조하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 마크로모노머를 제조하는 단계는 탄화수소 용매 중에서 유기리튬 화합물 존재 하에 화학식 1로 표시되는 화합물; 또는 화학식 1로 표시되는 화합물과 공액디엔계 단량체를 중합반응시켜 수행하는 것일 수 있다. 이때, 상기 중합반응은 음이온에 의한 성장 중합 반응에 의해 중합 말단에 음이온 활성 부위를 갖는 리빙 음이온 중합일 수 있고, 이에 마크로모노머는 일 말단이 단량체로서 작용할 수 있는 리빙 음이온 말단일 수 있다. On the other hand, the preparation method according to an embodiment of the present invention may further include the step of preparing a macromonomer before the step (S3), and the step of preparing the macromonomer is a chemical formula in the presence of an organolithium compound in a hydrocarbon solvent. a compound represented by 1; Alternatively, it may be carried out by polymerizing the compound represented by Formula 1 and a conjugated diene-based monomer. In this case, the polymerization reaction may be a living anionic polymerization having an anionic active site at the polymerization end by a growth polymerization reaction by an anion, and thus, the macromonomer may be a living anionic end capable of functioning as a monomer at one end.
여기에서, 상기 유기리튬 화합물을 알킬리튬 화합물일 수 있고, 구체적으로는 메틸리튬, 에틸리튬, 프로필리튬, 이소프로필리튬, n-부틸리튬, s-부틸리튬, t-부틸리튬, 헥실리튬, n-데실리튬, t-옥틸리튬, 페닐리튬, 1-나프틸리튬, n-에이코실리튬, 4-부틸페닐리튬, 4-톨릴리튬, 사이클로헥실리튬, 3,5-디-n-헵틸사이클로헥실리튬 또는 4-사이클로펜틸리륨, 보다 구체적으로는 n-부틸리튬일 수 있다.Here, the organolithium compound may be an alkyllithium compound, and specifically, methyllithium, ethyllithium, propyllithium, isopropyllithium, n-butyllithium, s-butyllithium, t-butyllithium, hexyllithium, n -decyllithium, t-octyllithium, phenyllithium, 1-naphthyllithium, n-eicosyllithium, 4-butylphenyllithium, 4-tolylithium, cyclohexyllithium, 3,5-di-n-heptylcyclohexyl lithium or 4-cyclopentyllium, more specifically n-butyllithium.
일례로, 상기 마크로모노머는 하기의 반응식 1을 통해서 제조되는 것일 수 있고, 이에 하기 화학식 M으로 표시되는 구조를 갖는 화합물일 수 있다. For example, the macromonomer may be prepared through the following Reaction Scheme 1, and may be a compound having a structure represented by the following Chemical Formula M.
[반응식 1][Scheme 1]
상기 반응식 1에서, R1f 내지 R1k는 화학식 1에서 정의한 바와 같고, R-Li은 알킬리튬 화합물이며, R은 상기 알킬리튬으로부터 유래된 알킬기이다.In Scheme 1, R 1f to R 1k are as defined in Formula 1, R-Li is an alkyllithium compound, and R is an alkyl group derived from the alkyllithium.
또한, 상기 마크로모노머는 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 반복단위를 1 내지 80개, 1 내지 60개 또는 1 내지 50으로 포함, 예시적으로 상기 화학식 M에서 r이 1 내지 80, 1 내지 60 또는 1 내지 50인 것일 수 있다. 이 경우, 상기 마크로모노머로부터 유래된 제2사슬을 포함하는 상기 변성 공액디엔계 중합체의 가공성, 인장특성 및 점탄성 특성이 균형있게 우수할 수 있다. In addition, the macromonomer includes 1 to 80, 1 to 60, or 1 to 50 repeating units derived from the compound represented by Formula 1, for example, in Formula M, r is 1 to 80, 1 to 60, or 1 to 50. In this case, the processability, tensile properties, and viscoelastic properties of the modified conjugated diene-based polymer including the second chain derived from the macromonomer may be excellent in a well-balanced manner.
한편, 상기 (S3) 단계는 변성된 활성 중합체와 마크로모노머는 상기 변성된 활성 중합체 내 변성제 유래 작용기와 상기 마크로모노머의 리빙 음이온 말단이 반응함으로써 변성 공액디엔계 중합체를 제조하는 것일 수 있다. Meanwhile, in step (S3), the modified active polymer and the macromonomer react with a functional group derived from the modifier in the modified active polymer and the living anion terminal of the macromonomer to prepare a modified conjugated diene-based polymer.
구체적으로, 상기 (S2) 단계에서 제조된 변성된 활성 중합체 사슬은 변성제 유래 작용기를 포함하고, 상기 변성제 유래 작용기는 중합체 사슬과 반응하지 않고 남아 있는 알콕시기를 포함하고 있으며, 이에 상기 마크로모노머의 리빙 음이온 말단과 상기 알콕시기가 반응함으로써 상기의 변성 공액디엔계 중합체가 제조되는 것일 수 있다. Specifically, the modified active polymer chain prepared in step (S2) includes a denaturant-derived functional group, and the denaturant-derived functional group includes an alkoxy group remaining without reacting with the polymer chain, and thus the living anion of the macromonomer By reacting the terminal and the alkoxy group, the modified conjugated diene-based polymer may be prepared.
또한, 상기 마크로모노머는 중합 개시제 1 몰 대비 0.1 내지 4.0 몰, 0.1 내지 2.0 몰, 또는 0.5 몰 내지 1.5 몰로 사용하는 것일 수 있다. In addition, the macromonomer may be used in an amount of 0.1 to 4.0 moles, 0.1 to 2.0 moles, or 0.5 to 1.5 moles relative to 1 mole of the polymerization initiator.
한편, 기존에는 중합체에 관능기를 추가로 도입하기 위한 방편으로, 변성제로 활성 중합체를 변성시킨 후, 변성제의 Si-O 결합과 축합이 가능한 화합물을 반응시키는 축합반응이 적용되기도 하였다. 그러나, 이와 같이 축합반응을 이용하게 되면 추가 관능기를 갖는 물질과 변성 활성 중합체 사이의 결합이 -Si-O-Si-로 형성되어, 이후 스팀 스트리핑 단계나 세척 단계, 또는 보관 중에 가수분해가 일어날 가능성이 존재하고, 이에 따라 축합 결합 부위에서 결합이 분리되는 문제가 있고, 결국 관능기가 손실되는 문제가 발생한다. On the other hand, conventionally, as a method for introducing additional functional groups into the polymer, a condensation reaction in which an active polymer is modified with a modifier and then a compound capable of condensation with the Si-O bond of the modifier is reacted has been applied. However, when the condensation reaction is used in this way, the bond between the material having an additional functional group and the modified active polymer is formed as -Si-O-Si-, and hydrolysis may occur during the steam stripping step, washing step, or storage. , and thus there is a problem in that the bond is separated at the condensed binding site, and consequently a problem in which a functional group is lost.
반면에, 본 발명에 따른 제조방법으로 제조된 변성 공액디엔계 중합체의 경우 마크로모노머의 리빙 말단이 변성제의 Si-O-R 기와 반응하여 Si-C 결합을 형성하고, 이 결합은 축합 결합과 같이 가수분해 반응이 일어나지 않는 결합인 점에서 분리될 우려가 없으며, 이에 따라 저장 안정성이 향상되고 최초 도입한 관능기가 손실되는 문제가 전혀 없다는 장점을 가질 수 있다.On the other hand, in the case of the modified conjugated diene-based polymer prepared by the production method according to the present invention, the living end of the macromonomer reacts with the Si-OR group of the modifier to form a Si-C bond, which is hydrolyzed like a condensed bond. Since it is a bond in which no reaction occurs, there is no fear of separation, and thus storage stability is improved and there is no problem of loss of the first introduced functional group.
고무 조성물rubber composition
아울러, 본 발명은 상기의 변성 공액디엔계 중합체를 포함하는 고무 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a rubber composition comprising the modified conjugated diene-based polymer.
상기 고무 조성물은 상기 변성 공액디엔계 중합체를 10 중량% 이상, 10 중량% 내지 100 중량%, 또는 20 중량% 내지 90 중량%의 양으로 포함하는 것일 수 있고, 이 범위 내에서 인장 강도, 내마모성 등의 기계적 물성이 우수하고, 각 물성 간의 밸런스가 뛰어난 효과가 있다.The rubber composition may include the modified conjugated diene-based polymer in an amount of 10% by weight or more, 10% to 100% by weight, or 20% to 90% by weight, within this range, tensile strength, abrasion resistance, etc. It has excellent mechanical properties and excellent balance between the physical properties.
또한, 상기 고무 조성물은 상기 변성 공액디엔계 중합체 외에 필요에 따라 다른 고무 성분을 더 포함할 수 있고, 이 때 상기 고무 성분은 고무 조성물 총 중량에 대하여 90 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있다. 구체적인 예로 상기 다른 고무 성분은 상기 변성 공액디엔계 중합체 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 900 중량부로 포함되는 것일 수 있다.In addition, the rubber composition may further include other rubber components as needed in addition to the modified conjugated diene-based polymer, wherein the rubber component may be included in an amount of 90% by weight or less based on the total weight of the rubber composition. As a specific example, the other rubber component may be included in an amount of 1 to 900 parts by weight based on 100 parts by weight of the modified conjugated diene-based polymer.
상기 고무 성분은 일례로 천연고무 또는 합성고무일 수 있으며, 구체적인 예로 시스-1,4-폴리이소프렌을 포함하는 천연고무(NR); 상기 일반적인 천연고무를 변성 또는 정제한, 에폭시화 천연고무(ENR), 탈단백 천연고무(DPNR), 수소화 천연고무 등의 변성 천연고무; 스티렌-부타디엔 공중합체(SBR), 폴리부타디엔(BR), 폴리이소프렌(IR), 부틸고무(IIR), 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리이소부틸렌-코-이소프렌, 네오프렌, 폴리(에틸렌-코-프로필렌), 폴리(스티렌-코-부타디엔), 폴리(스티렌-코-이소프렌), 폴리(스티렌-코-이소프렌-코-부타디엔), 폴리(이소프렌-코-부타디엔), 폴리(에틸렌-코-프로필렌-코-디엔), 폴리설파이드 고무, 아크릴 고무, 우레탄 고무, 실리콘 고무, 에피클로로히드린 고무, 할로겐화 부틸 고무 등과 같은 합성고무일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.The rubber component may be, for example, natural rubber or synthetic rubber, and specific examples thereof include natural rubber (NR) including cis-1,4-polyisoprene; Modified natural rubbers such as epoxidized natural rubber (ENR), deproteinized natural rubber (DPNR), and hydrogenated natural rubber that are modified or refined of 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, or a synthetic rubber such as halogenated butyl rubber, and any one or a mixture of two or more thereof may be used.
상기 고무 조성물은 일례로 본 발명의 변성 공액디엔계 중합체 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 200 중량부, 또는 10 중량부 내지 120 중량부의 충전제를 포함하는 것일 수 있다. 상기 충전제는 일례로 실리카계 충전제일 수 있고, 구체적인 예로 습식 실리카(함수규산), 건식 실리카(무수규산), 규산칼슘, 규산알루미늄 또는 콜로이드 실리카 등일 수 있으며, 바람직하게는 파괴 특성의 개량 효과 및 웨트 그립성(wet grip)의 양립 효과가 가장 뛰어난 습식 실리카일 수 있다. 또한, 상기 고무 조성물은 필요에 따라 카본블랙계 충전제를 더 포함할 수 있다.The rubber composition may include, for example, 0.1 parts by weight to 200 parts by weight, or 10 parts by weight to 120 parts by weight of a filler based on 100 parts by weight of the modified conjugated diene-based polymer of the present invention. The filler may be, for example, a silica-based filler, and specific examples include wet silica (hydrous silicic acid), fumed silica (silicic anhydride), calcium silicate, aluminum silicate or colloidal silica, and preferably, the effect of improving fracture properties and wet It may be wet silica that has the best effect of compatibility with wet grip. In addition, the rubber composition may further include a carbon black-based filler if necessary.
또 다른 예로, 상기 충전제로 실리카가 사용되는 경우 보강성 및 저발열성 개선을 위한 실란 커플링제가 함께 사용될 수 있고, 구체적인 예로 상기 실란 커플링제는 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라술피드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)트리술피드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)디술피드, 비스(2-트리에톡시실릴에틸)테트라술피드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)테트라술피드, 비스(2-트리메톡시실릴에틸)테트라술피드, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 2-머캅토에틸트리메톡시실란, 2-머캅토에틸트리에톡시실란, 3-트리메톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 2-트리에톡시실릴에틸-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아졸릴테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필벤졸릴테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필메타크릴레이트모노술피드, 3-트리메톡시실릴프로필메타크릴레이트모노술피드, 비스(3-디에톡시메틸실릴프로필)테트라술피드, 3-머캅토프로필디메톡시메틸실란, 디메톡시메틸실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드 또는 디메톡시메틸실릴프로필벤조티아졸릴테트라술피드 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 바람직하게는 보강성 개선 효과를 고려할 때 비스(3-트리에톡시실릴프로필)폴리술피드 또는 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아질테트라술피드일 수 있다.As another example, when silica is used as the filler, a silane coupling agent for improving reinforcing properties and low heat generation may be used together, and as a specific example, the silane coupling agent is bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide , bis(3-triethoxysilylpropyl)trisulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(3-trimethoxysilyl) propyl) tetrasulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-Mercaptoethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide Feed, 2-triethoxysilylethyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazolyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylbenzolyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylmethacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropylmethacrylate monosulfide, bis(3-diethoxymethylsilylpropyl)tetrasulfide, 3-mercaptopropyldimethoxymethyl It may be silane, dimethoxymethylsilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide or dimethoxymethylsilylpropylbenzothiazolyltetrasulfide, and any one or a mixture of two or more thereof may be used. Preferably, in consideration of the reinforcing improvement effect, it may be bis(3-triethoxysilylpropyl)polysulfide or 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazyltetrasulfide.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고무 조성물은, 고무 성분으로서 활성 부위에 실리카와의 친화성이 높은 작용기가 도입된 변성 공액디엔계 중합체가 사용되고 있기 때문에, 실란 커플링제의 배합량은 통상의 경우보다 저감될 수 있고, 이에 따라, 상기 실란 커플링제는 실리카 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 20 중량부, 또는 5 중량부 내지 15 중량부로 사용될 수 있으며, 이 범위 내에서 커플링제로서의 효과가 충분히 발휘되면서도 고무 성분의 겔화를 방지하는 효과가 있다.In addition, in the rubber composition according to an embodiment of the present invention, as a rubber component, a modified conjugated diene-based polymer in which a functional group with high affinity for silica is introduced is used as a rubber component, so the compounding amount of the silane coupling agent is conventional. may be reduced than the case, and accordingly, the silane coupling agent may be used in an amount of 1 to 20 parts by weight, or 5 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of silica, and the effect as a coupling agent within this range is It has the effect of preventing the gelation of the rubber component while being sufficiently exhibited.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고무 조성물은 황 가교성일 수 있고, 가황제를 더 포함할 수 있다. 상기 가황제는 구체적으로 황 분말일 수 있고, 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 10 중량부로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 가황 고무 조성물의 필요한 탄성률 및 강도를 확보함과 동시에 저연비성이 뛰어난 효과가 있다.The rubber composition according to an embodiment of the present invention may be crosslinkable with sulfur, and may further include a vulcanizing agent. 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, and within this range, the vulcanized rubber composition has a low fuel efficiency while securing the required elasticity modulus and strength. It has an excellent effect.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고무 조성물은 상기한 성분들 외에, 통상 고무 공업계에서 사용되는 각종 첨가제, 구체적으로는 가황 촉진제, 공정유, 산화방지제, 가소제, 노화 방지제, 스코치 방지제, 아연화(zinc white), 스테아르산, 열경화성 수지, 또는 열가소성 수지 등을 더 포함할 수 있다.The rubber composition according to an embodiment of the present invention includes, in addition to the above components, various additives commonly used in the rubber industry, specifically, a vulcanization accelerator, process oil, antioxidant, plasticizer, anti-aging agent, scorch inhibitor, zinc white), stearic acid, a thermosetting resin, or a thermoplastic resin may be further included.
상기 가황 촉진제는 일례로 M(2-머캅토벤조티아졸), DM(디벤조티아질디술피드), CZ(N-시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드) 등의 티아졸계 화합물, 혹은 DPG(디페닐구아니딘) 등의 구아니딘계 화합물이 사용될 수 있고, 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.The vulcanization accelerator is, for example, a thiazole-based compound such as M (2-mercaptobenzothiazole), DM (dibenzothiazyl disulfide), CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfenamide), or DPG A guanidine-based compound such as (diphenylguanidine) may be used, and may be included in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component.
상기 공정유는 고무 조성물 내에서 연화제로서 작용하는 것으로, 일례로 파라핀계, 나프텐계, 또는 방향족계 화합물일 수 있고, 인장 강도 및 내마모성을 고려할 때 방향족계 공정유가, 히스테리시스 손실 및 저온 특성을 고려할 때 나프텐계 또는 파라핀계 공정유가 사용될 수 있다. 상기 공정유는 일례로 고무 성분 100 중량부에 대하여 100 중량부 이하의 함량으로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 가황 고무의 인장 강도, 저발열성(저연비성)의 저하를 방지하는 효과가 있다.The process oil acts as a softener in the rubber composition, and may be, for example, a paraffinic, naphthenic, or aromatic compound. A 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, for example, and has an effect of preventing deterioration of the tensile strength and low heat generation (low fuel efficiency) of the vulcanized rubber within this range.
상기 산화방지제는 일례로 2,6-디-t-부틸파라크레졸, 디부틸히드록시톨루엔일, 2,6-비스((도데실티오)메틸)-4-노닐페놀(2,6-bis((dodecylthio)methyl)-4-nonylphenol) 또는 2-메틸-4,6-비스((옥틸티오)메틸)페놀(2-methyl-4,6-bis((octylthio)methyl)phenol)일 수 있고, 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 6 중량부로 사용될 수 있다.The antioxidant is, for example, 2,6-di-t-butylparacresol, dibutylhydroxytoluenyl, 2,6-bis((dodecylthio)methyl)-4-nonylphenol (2,6-bis( (dodecylthio)methyl)-4-nonylphenol) or 2-methyl-4,6-bis((octylthio)methyl)phenol (2-methyl-4,6-bis((octylthio)methyl)phenol), It may be used in an amount of 0.1 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component.
상기 노화방지제는 일례로 N-이소프로필-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민, 6-에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린, 또는 디페닐아민과 아세톤의 고온 축합물 등일 수 있고, 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 6 중량부로 사용될 수 있다.The antioxidant is, for example, N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine, 6-ethoxy-2 ,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, or a high-temperature condensate of diphenylamine and acetone, etc., may be used in an amount of 0.1 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고무 조성물은 상기 배합 처방에 의해 밴버리 믹서, 롤, 인터널 믹서 등의 혼련기를 사용하여 혼련함으로써 수득될 수 있고, 성형 가공 후 가황 공정에 의해 저발열성이며 내마모성이 우수한 고무 조성물이 수득될 수 있다.The rubber composition according to an embodiment of the present invention can be obtained by kneading using a kneader such as a Banbury mixer, a roll, an internal mixer, etc. according to the compounding prescription, and has low heat generation and wear 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 may be used for each member of the tire such as a tire tread, under tread, side wall, carcass coated rubber, belt coated rubber, bead filler, cheffer, or bead coated rubber, vibration proof rubber, belt conveyor, hose, etc. It may be useful in the manufacture of various industrial rubber products of
아울러, 본 발명은 상기 고무 조성물을 이용하여 제조된 타이어를 제공한다.In addition, the present invention provides a tire manufactured using the rubber composition.
상기 타이어는 타이어 또는 타이어 트레드를 포함하는 것일 수 있다.The tire may include a tire or a tire tread.
실시예Example
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be given to describe the present invention in detail. However, the embodiment according to the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiment described in detail below. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.
제조예production example
500 ml의 둥근바닥 플라스크에 테트라하이드로 퓨란 100 ml 및 n-부틸리튬 1 g(10 wt% in n-hexane)을 넣고 1,1'-(5-비닐-1,3-페닐렌)비스(N,N-디메틸메탄아민)(1,1'-(5-vinyl-1,3-phenylene)bis(N,N-dimethylmethanamine)을 첨가([act. Li] 1몰 대비 3 몰비)한 후, 10℃에서 30분 동안 반응시켜 마크로모노머를 함유하는 용액(15.6 mmol/l)을 제조하였으며, GC 분석을 통해 반응 후 1,1'-(5-비닐-1,3-페닐렌)비스(N,N-디메틸메탄아민)이 검출되지 않은 것을 통해 반응이 되었음을 확인하였다.Put 100 ml of tetrahydrofuran and 1 g (10 wt% in n-hexane) of tetrahydrofuran and 1 g (10 wt% in n-hexane) in a 500 ml round-bottom flask, and 1,1'-(5-vinyl-1,3-phenylene)bis(N ,N-dimethylmethanamine) (1,1'-(5-vinyl-1,3-phenylene)bis(N,N-dimethylmethanamine) was added ([act. Li] 1 mole to 3 mole ratio), and then 10 A solution containing a macromonomer (15.6 mmol/l) was prepared by reacting at ℃ for 30 minutes, and after reaction through GC analysis, 1,1'-(5-vinyl-1,3-phenylene)bis(N, N-dimethylmethanamine) was not detected, confirming that the reaction was carried out.
실시예 1Example 1
20 L 오토클레이브 반응기에 n-헥산 3 kg, 스티렌 215 g, 1,3-부타디엔 745 g 및 극성첨가제로 2,2-비스(2-옥소라닐)프로판 1.29 g을 투입한 뒤, n-부틸리튬 3.2 g(10wt% in n-헥산)을 투입하고 반응기 내부온도를 60℃로 맞추고 단열승온 반응을 진행하였다. 30여분 경과 후, 1,3-부타디엔 39 g을 투입하여 중합체 말단을 부타디엔으로 캡핑(capping)하고 10여분 경과 후 변성제로 N,N-디에틸-3-(트리메톡시실릴)프로판-1-아민(N,N-diethyl-3-(trimethoxysilyl)propan-1-amine)을 투입하여 15분 동안 반응시켰다([DTP]:[act. Li]=1.5:1 몰비, [변성제]:[act. Li]=1:1몰비). 이후 제조예에서 제조된 마크로모노머를 함유하는 용액을 첨가하고 15분 동안 반응시키고([act. Li]:[마크로모노머]= 1:1 몰비), 에탄올을 이용하여 반응을 정지시키고, 산화방지제인 Wingstay K가 헥산에 30 중량% 녹아있는 용액 33 g을 첨가하였다. 그 결과 얻어진 중합물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 다음, 롤 건조하여 잔량의 용매와 물을 제거하여, 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다. In a 20 L autoclave reactor, 3 kg of n-hexane, 215 g of styrene, 745 g of 1,3-butadiene and 1.29 g of 2,2-bis(2-oxolanyl)propane as a polar additive were added, followed by n-butyl Lithium 3.2 g (10wt% in n-hexane) was added, the internal temperature of the reactor was adjusted to 60° C., and an adiabatic temperature rising reaction was performed. After about 30 minutes, 39 g of 1,3-butadiene was added to cap the end of the polymer with butadiene, and after about 10 minutes, N,N-diethyl-3-(trimethoxysilyl)propane-1- with a modifier Amine (N,N-diethyl-3-(trimethoxysilyl)propan-1-amine) was added and reacted for 15 minutes ([DTP]:[act. Li]=1.5:1 molar ratio, [denaturant]:[act. Li] = 1:1 molar ratio). Then, the solution containing the macromonomer prepared in Preparation Example was added and reacted for 15 minutes ([act. Li]:[macromonomer] = 1:1 molar ratio), the reaction was stopped using ethanol, and the antioxidant 33 g of a solution in which Wingstay K was dissolved in hexane at 30% by weight was added. The resulting polymer was put into hot water heated by steam, stirred to remove the solvent, and then roll-dried to remove the remaining solvent and water to prepare a modified styrene-butadiene copolymer.
실시예 2Example 2
실시예 1에 있어서, 변성제로 N,N-디에틸-3-(트리메톡시실릴)프로판-1-아민 대신에 N-알릴-N-(3-(트리메톡시실릴)프로필)프로프-2-엔-1-아민(N-allyl-N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)prop-2-en-1-amine)을 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다([변성제]:[act. Li]=1:1몰비).In Example 1, N-allyl-N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)prop- in place of N,N-diethyl-3-(trimethoxysilyl)propan-1-amine as a modifier Modified styrene was carried out in the same manner as in Example 1 except that 2-en-1-amine (N-allyl-N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)prop-2-en-1-amine) was added. -Butadiene copolymer was prepared ([modifier]:[act. Li]=1:1 molar ratio).
실시예 3Example 3
실시예 1에 있어서, 변성제로 N,N-디에틸-3-(트리메톡시실릴)프로판-1-아민 대신에 N-메틸-3-(트리메톡시실릴)-N-(3-(트리메톡시실릴)프로필)프로판-1-아민(N-methyl-3-(trimethoxysilyl)-N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)propan-1-amine)을 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다([변성제]:[act. Li]=1:1몰비).In Example 1, N-methyl-3-(trimethoxysilyl)-N-(3-(tri Methoxysilyl) propyl) propan-1-amine (N-methyl-3- (trimethoxysilyl) -N- (3- (trimethoxysilyl) propyl) propan-1-amine) in Example 1, except that In the same manner, a modified styrene-butadiene copolymer was prepared ([modifier]:[act. Li] = 1:1 molar ratio).
실시예 4Example 4
실시예 1에 있어서, 변성제로 N,N-디에틸-3-(트리메톡시실릴)프로판-1-아민 대신에 N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-3,6,9,12,15-펜타옥사노나데칸-1-아민(N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-3,6,9,12,15-pentaoxanonadecan-1-amine)을 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다([변성제]:[act. Li]=1:1몰비).In Example 1, N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-3,6 instead of N,N-diethyl-3-(trimethoxysilyl)propan-1-amine as denaturant ,9,12,15-pentaoxanonadecan-1-amine (N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-3,6,9,12,15-pentaoxanonadecan-1-amine) Except for that, a modified styrene-butadiene copolymer was prepared in the same manner as in Example 1 ([modifier]:[act. Li]=1:1 molar ratio).
비교예 1Comparative Example 1
실시예 1에서, n-부틸리튬 대신에 제조예에서 제조된 마크로모노머를 함유하는 용액을 실시예 1의 n-부틸리튬과 상기 마크로모노머가 동몰이 되게하는 양으로 투입하여 단열승온 반응을 진행하고, 이후 변성제 및 마크로모노머를 첨가하고 반응시키는 단계를 수행하지 않고 부타디엔 캡핑 후 반응을 정지시킨 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하에 실시하여 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.In Example 1, instead of n-butyllithium, a solution containing the macromonomer prepared in Preparation Example was added in an amount such that n-butyllithium of Example 1 and the macromonomer were equimolar to proceed with an adiabatic temperature rise reaction, , a modified styrene-butadiene copolymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the reaction was stopped after capping the butadiene without adding and reacting the modifier and the macromonomer.
비교예 2Comparative Example 2
20 L 오토클레이브 반응기에 n-헥산 3 kg, 스티렌 215 g, 1,3-부타디엔 745 g 및 극성첨가제로 2,2-비스(2-옥소라닐)프로판 1.29 g을 투입한 뒤 n-부틸리튬 3.2 g(10 wt% in n-헥산)을 반응기 내부온도를 60℃로 맞추고 단열승온 반응을 진행하였다. 30여분 경과 후, 1,3-부타디엔 39 g을 투입하여 중합체 말단을 부타디엔으로 캡핑(capping)하고 10여분 경과 후 변성제로 N,N-디에틸-3-(트리메톡시실릴)프로판-1-아민을 투입하여 15분 동안 반응시켰다([DTP]:[act. Li]=1.5:1 몰비, [변성제]:[act. Li]=1:1몰비). 이후 에탄올을 이용하여 반응을 정지시키고, 산화방지제인 Wingstay K가 헥산에 30 중량% 녹아있는 용액 33 g을 첨가하였다. 그 결과 얻어진 중합물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 다음, 롤 건조하여 잔량의 용매와 물을 제거하여, 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.In a 20 L autoclave reactor, 3 kg of n-hexane, 215 g of styrene, 745 g of 1,3-butadiene and 1.29 g of 2,2-bis(2-oxoranyl)propane as a polar additive were added, followed by n-butyllithium 3.2 g (10 wt% in n-hexane) was adjusted to 60° C. inside the reactor and an adiabatic temperature rising reaction was carried out. After about 30 minutes, 39 g of 1,3-butadiene was added to cap the end of the polymer with butadiene, and after about 10 minutes, N,N-diethyl-3-(trimethoxysilyl)propane-1- with a modifier An amine was added and reacted for 15 minutes ([DTP]:[act. Li]=1.5:1 molar ratio, [modifier]:[act. Li]=1:1 molar ratio). Then, the reaction was stopped using ethanol, and 33 g of a solution in which an antioxidant, Wingstay K, was dissolved in hexane at 30% by weight was added. The resulting polymer was put into hot water heated with steam, stirred to remove the solvent, and then roll-dried to remove the remaining solvent and water to prepare a modified styrene-butadiene copolymer.
비교예 3Comparative Example 3
비교예 2에 있어서, n-부틸리튬 대신에 제조예에서 제조된 마크로모노머를 함유하는 용액을 비교예 2의 n-부틸리튬과 상기 마크로모노머가 동몰이 되게 하는 양으로 투입하여 단열승온 반응을 진행한 것을 제외하고는 비교예 2과 동일하게 실시하여 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.In Comparative Example 2, instead of n-butyllithium, a solution containing the macromonomer prepared in Preparation Example was added in an amount such that n-butyllithium of Comparative Example 2 and the macromonomer were equimolar to proceed with an adiabatic temperature increase reaction. A modified styrene-butadiene copolymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 2 except for the above.
비교예 4Comparative Example 4
20 L 오토클레이브 반응기에 n-헥산 3 kg, 스티렌 215 g, 1,3-부타디엔 745 g, 변성 단량체로 1,1'-(5-비닐-1,3-페닐렌)비스(N,N-디메틸메탄아민)([act. Li]:[변성 단량체]= 1:2 몰비) 및 극성첨가제로 2,2-비스(2-옥소라닐)프로판 1.29 g을 투입한 뒤, n-부틸리튬 3.2 g(10 wt% in n-헥산)을 반응기 내부온도를 60℃로 맞추고 단열승온 반응을 진행하였다. 30여분 경과 후, 1,3-부타디엔 39 g을 투입하여 중합체 말단을 부타디엔으로 캡핑(capping)하고 10여분 경과 후 변성제로 N,N-디에틸-3-(트리메톡시실릴)프로판-1-아민을 투입하여 15분 동안 반응시켰다([DTP]:[act. Li]=1.5:1 몰비, [변성제]:[act. Li]=1:1몰비). 이후 에탄올을 이용하여 반응을 정지시키고, 산화방지제인 Wingstay K가 헥산에 30 중량% 녹아있는 용액 33 g을 첨가하였다. 그 결과 얻어진 중합물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 다음, 롤 건조하여 잔량의 용매와 물을 제거하여, 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.In a 20 L autoclave reactor, 3 kg of n-hexane, 215 g of styrene, 745 g of 1,3-butadiene, 1,1'-(5-vinyl-1,3-phenylene)bis(N,N-) as a modified monomer After adding 1.29 g of dimethylmethanamine) ([act. Li]:[modified monomer] = 1:2 molar ratio) and 2,2-bis(2-oxoranyl)propane as a polar additive, n-butyllithium 3.2 g (10 wt% in n-hexane) was adjusted to 60° C. inside the reactor and an adiabatic temperature rise reaction was carried out. After about 30 minutes, 39 g of 1,3-butadiene was added to cap the end of the polymer with butadiene, and after about 10 minutes, N,N-diethyl-3-(trimethoxysilyl)propane-1- with a modifier An amine was added and reacted for 15 minutes ([DTP]:[act. Li]=1.5:1 molar ratio, [modifier]:[act. Li]=1:1 molar ratio). Then, the reaction was stopped using ethanol, and 33 g of a solution in which 30 wt% of an antioxidant, Wingstay K, was dissolved in hexane was added. The resulting polymer was put into hot water heated by steam, stirred to remove the solvent, and then roll-dried to remove the remaining solvent and water to prepare a modified styrene-butadiene copolymer.
실험예 1Experimental Example 1
상기 실시예, 비교예에서 제조된 각 변성 스티렌-부타디엔 공중합체에 대하여 각각 중합체 내 스티렌 단위 함량 및 비닐 함량과 중량평균분자량(Mw, X103 g/mol), 수평균분자량(Mn, X103 g/mol), 분자량 분포(PDI, MWD), 무니점도(MV), 무니점도 변화율, Si 및 N 함량을 각각 측정하였다. 결과를 하기 표 1에 나타내었다. For each modified styrene-butadiene copolymer prepared in Examples and Comparative Examples, the styrene unit content and vinyl content in the polymer, the weight average molecular weight (Mw, X10 3 g/mol), and the number average molecular weight (Mn, X10 3 g) /mol), molecular weight distribution (PDI, MWD), Mooney viscosity (MV), Mooney viscosity change rate, and Si and N contents were respectively measured. The results are shown in Table 1 below.
1) 스티렌 단위 및 비닐 함량(중량%)1) Styrene units and vinyl content (wt%)
상기 각 중합체 내 스티렌 단위(SM) 및 비닐(Vinyl) 함량은 Varian VNMRS 500 MHz NMR을 이용하여 측정 및 분석하였다. Styrene unit (SM) and vinyl (Vinyl) contents in each polymer were measured and analyzed using Varian VNMRS 500 MHz NMR.
NMR 측정 시 용매는 1,1,2,2-테트라클로로에탄을 사용하였으며, solvent peak는 5.97 ppm으로 계산하고, 7.2~6.9 ppm은 랜덤 스티렌, 6.9~6.2 ppm은 블록 스티렌, 5.8~5.1 ppm은 1,4-비닐, 5.1~4.5 ppm은 1,2-비닐의 피크로 하여 스티렌 단위 및 비닐 함량을 계산하였다. For NMR measurement, 1,1,2,2-tetrachloroethane was used as the solvent, and the solvent peak was calculated as 5.97 ppm, 7.2~6.9 ppm is random styrene, 6.9~6.2 ppm is block styrene, and 5.8~5.1 ppm is 1,4-vinyl, 5.1-4.5 ppm was calculated as the peak of 1,2-vinyl, and the styrene unit and vinyl content were calculated.
2) 중량평균분자량(Mw, X102) Weight average molecular weight (Mw, X10) 3 3 g/mol), 수평균분자량(Mn, X10g/mol), number average molecular weight (Mn, X10 33 g/mol), 분자량 분포(PDI, MWD) g/mol), molecular weight distribution (PDI, MWD)
GPC(Gel permeation Chromatography) 분석을 통하여 상기 중량평균분자량(Mw), 수평균분자량(Mn)을 측정하였으며, 분자량 분포 곡선을 얻었다. 또한, 분자량 분포(PDI, MWD, Mw/Mn)는 측정된 상기 각 분자량으로부터 계산하여 얻었다. 구체적으로, 상기 GPC는 PLgel Olexis(Polymer Laboratories 社) 컬럼 두 자루와 PLgel mixed-C(Polymer Laboratories 社) 컬럼 한 자루를 조합하여 사용하고 분자량 계산시 GPC 기준물질 (Standard material)은 PS(polystyrene)을 사용하여 실시하였다. GPC 측정 용매는 테트라하이드로퓨란에 2 중량%의 아민 화합물을 섞어서 제조하였다. The weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) were measured through gel permeation chromatography (GPC) analysis, and a molecular weight distribution curve was obtained. In addition, molecular weight distributions (PDI, MWD, Mw/Mn) were calculated and obtained from each of the measured molecular weights. Specifically, the GPC uses a combination of two PLgel Olexis (Polymer Laboratories) columns and one PLgel mixed-C (Polymer Laboratories) column, and when calculating molecular weight, the GPC reference material (Standard material) is PS (polystyrene) was used. The GPC measurement solvent was prepared by mixing 2 wt% of an amine compound in tetrahydrofuran.
3) 무니점도3) Mooney viscosity
상기 무니점도(MV, (ML1+4, @100℃) MU)는 MV-2000(ALPHA Technologies 社)를 이용하여 100℃에서 Rotor Speed 2±0.02 rpm, Large Rotor를 사용하여 측정하였으며, 이때 사용된 시료는 실온(23±3℃)에서 30분 이상 방치한 후 27±3 g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 Platen을 작동시켜 4분 동안 측정하였다.The Mooney viscosity (MV, (ML1+4, @100°C) MU) was measured using MV-2000 (ALPHA Technologies) at 100°C at 100°C using a Rotor Speed of 2±0.02 rpm, a Large Rotor. After the sample was left at room temperature (23±3° C.) for more than 30 minutes, 27±3 g was collected, filled in the die cavity, and the platen was operated for measurement for 4 minutes.
4) Si 함량4) Si content
상기 Si 함량은 ICP 분석 방법으로 유도 결합 플라즈마 발광 분석기(ICP-OES; Optima 7300DV)를 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 시료 약 0.7 g을 백금 도가니(Pt crucible)에 넣고, 진한 황산(98 중량%, Electronic grade) 약 1 mL를 넣어, 300℃에서 3시간 동안 가열하고, 시료를 전기로(Thermo Scientific, Lindberg Blue M)에서, 하기 스텝(step) 1 내지 3의 프로그램으로 회화를 진행한 후, The Si content was measured using an inductively coupled plasma emission analyzer (ICP-OES; Optima 7300DV) as an ICP analysis method. Specifically, about 0.7 g of the sample is placed in a platinum crucible (Pt crucible), and about 1 mL of concentrated sulfuric acid (98 wt%, Electronic grade) is added, heated at 300° C. for 3 hours, and the sample is heated in an electric furnace (Thermo Scientific, Lindberg Blue M), after conducting conversation with the program of steps 1 to 3 below,
1) step 1: initial temp 0℃, rate (temp/hr) 180 ℃/hr, temp(holdtime) 180℃ (1hr)1) step 1: initial temp 0℃, rate (temp/hr) 180 ℃/hr, temp(holdtime) 180℃ (1hr)
2) step 2: initial temp 180℃, rate (temp/hr) 85 ℃/hr, temp(holdtime) 370℃ (2hr)2) step 2: initial temp 180℃, rate (temp/hr) 85 ℃/hr, temp(holdtime) 370℃ (2hr)
3) step 3: initial temp 370℃, rate (temp/hr) 47 ℃/hr, temp(holdtime) 510℃ (3hr)3) step 3: initial temp 370℃, rate (temp/hr) 47 ℃/hr, temp(holdtime) 510℃ (3hr)
잔류물에 진한 질산(48 중량%) 1 mL, 진한 불산(50 중량%) 20 ㎕를 가하고, 백금 도가니를 밀봉하여 30분 이상 흔들어(shaking)준 후, 시료에 붕산(boric acid) 1 mL를 넣고 0℃에서 2시간 이상 보관한 후, 초순수(ultrapure water) 30 mL에 희석하여, 회화를 진행하여 측정하였다.1 mL of concentrated nitric acid (48 wt%) and 20 μl of concentrated hydrofluoric acid (50 wt%) were added to the residue, sealed in a platinum crucible and shaken for at least 30 minutes, and then 1 mL of boric acid was added to the sample. and stored at 0° C. for 2 hours or more, diluted in 30 mL of ultrapure water, and measured by incineration.
5) N 함량5) N content
N 함량은 NSX 분석 방법으로, 극미량 질소 정량분석기 (NSX-2100H)를 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 극미량 질소 정량분석기(Auto sampler, Horizontal furnace, PMT & Nitrogen detector)를 켜고 Ar을 250 ml/min, O2를 350 ml/min, ozonizer 300 ml/min으로 캐리어 가스 유량을 설정하고, heater를 800℃로 설정한 후 약 3시간 동안 대기하여 분석기를 안정화시켰다. 분석기가 안정화된 후 Nitrogen standard(AccuStandard S-22750-01-5 ml)를 이용하여 검량선 범위 5 ppm, 10 ppm, 50 ppm, 100 ppm 및 500 ppm의 검량선을 작성하고 각 농도에 해당하는 Area를 얻은 후 농도 대 Area의 비율을 이용하여 직선을 작성하였다. 이후, 시료 20 mg가 담긴 세라믹 보트를 상기 분석기의 Auto sampler에 놓고 측정하여 area를 얻었다. 얻어진 시료의 area와 상기 검량선을 이용하여 N 함량을 계산하였다.The N content was measured using a trace nitrogen quantitative analyzer (NSX-2100H) as an NSX analysis method. Specifically, turn on the trace nitrogen quantitative analyzer (Auto sampler, Horizontal furnace, PMT & Nitrogen detector), set the carrier gas flow rate to 250 ml/min for Ar, 350 ml/min for O 2 , and 300 ml/min for the ozonizer, and heater was set to 800°C and then waited for about 3 hours to stabilize the analyzer. After the analyzer is stabilized, a calibration curve in the range of 5 ppm, 10 ppm, 50 ppm, 100 ppm and 500 ppm was prepared using Nitrogen standard (AccuStandard S-22750-01-5 ml), and the area corresponding to each concentration was obtained. Afterwards, a straight line was drawn using the ratio of concentration to area. Thereafter, a ceramic boat containing 20 mg of the sample was placed on the auto sampler of the analyzer and measured to obtain an area. The N content was calculated using the area of the obtained sample and the calibration curve.
(중량%)NMR
(weight%)
(X103 g/mol)Mn
(X10 3 g/mol)
(X103 g/mol)Mw
(X10 3 g/mol)
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 4는 N 원자의 함량이 비교예 1 및 2 대비 크게 증가하였다. 이때, 비교예 1은 본 발명에서 제시하는 마크로모노머를 변성 개시제로 사용하고 변성제를 사용하지 않고 제조된 중합체이고, 비교예 2는 본 발명에서 제시하는 마크로모노머를 사용하지 않고 제조된 중합체로, 실시예 1 내지 4의 중합체 내 N 원자 함량이 비교예 1 및 비교예 2 대비 현저하게 증가한 것으로부터 본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체 내 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 반복단위를 포함하는 제2사슬; 및 아민 함유 알콕시실란계 변성제 유래 단위를 포함하고 있음을 예측할 수 있다.As shown in Table 1, in Examples 1 to 4, the content of N atoms was significantly increased compared to Comparative Examples 1 and 2. In this case, Comparative Example 1 is a polymer prepared using the macromonomer presented in the present invention as a denaturation initiator and without using a denaturant, and Comparative Example 2 is a polymer prepared without using the macromonomer presented in the present invention. A second chain comprising a repeating unit derived from the compound represented by Formula 1 in the modified conjugated diene-based polymer according to the present invention from the fact that the N atom content in the polymers of Examples 1 to 4 was significantly increased compared to Comparative Examples 1 and 2; and a unit derived from an amine-containing alkoxysilane-based modifier.
또한, 실시예 1은 비교예 4 대비 N 함량이 약 19%로 크게 증가하였으며, 이때 비교예 4는 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 일 단량체로 사용하여 스티렌 및 1,3-부타디엔과 중합반응시키고, 변성 반응 이후 마크로모노머와 반응시키는 것을 수행하지 않고 제조된 중합체이다. In addition, in Example 1, the N content was greatly increased to about 19% compared to Comparative Example 4, and in Comparative Example 4, styrene and 1,3-butadiene and It is a polymer prepared without performing polymerization and reaction with a macromonomer after the denaturation reaction.
상기의 결과를 통하여, 본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 화학식 1로 표시되는 유래 반복단위를 포함하는 마크로모노머를 변성반응 이후에 변성된 활성 중합체인 제1사슬과 반응시키는 제조방법에 의하여 제조됨으로써 중합체 내 N 원자를 보다 고함량으로 포함할 수 있음을 확인할 수 있다.Through the above results, the modified conjugated diene-based polymer according to the present invention is prepared by a manufacturing method in which a macromonomer including a derived repeating unit represented by Formula 1 is reacted with a first chain which is an active polymer modified after the modification reaction As a result, it can be confirmed that N atoms in the polymer can be included in a higher content.
실험예 2Experimental Example 2
상기 실시예, 비교예에서 제조된 각 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 포함하는 고무 조성물 및 이로부터 제조된 성형품의 물성을 비교분석하기 위하여, 인장특성, 점탄성 특성을 각각 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. In order to compare and analyze the physical properties of the rubber composition containing each modified styrene-butadiene copolymer prepared in Examples and Comparative Examples and molded articles prepared therefrom, tensile properties and viscoelastic properties were measured respectively, and the results are shown in Table 3 below shown in
1) 고무 시편의 제조1) Preparation of rubber specimens
실시예, 비교예 및 참조예의 각 변성 또는 미변성 공액디엔계 중합체를 원료 고무로 하여 하기 표 2에 나타낸 배합 조건으로 배합하였다. 표 2 내의 원료의 함량은 원료 고무 100 중량부 기준에 대한 각 중량부이다.Each of the modified or unmodified conjugated diene-based polymers of Examples, Comparative Examples and Reference Examples was used as a raw rubber and blended under the compounding conditions shown in Table 2 below. The content of the raw material in Table 2 is each part by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber.
구체적으로 상기 고무시편은 제1단 혼련 및 제2단 혼련을 통해 혼련된다. 제1단 혼련에서는 온도제어장치를 부속한 반바리 믹서를 사용하여 원료 고무, 실리카(충전제), 유기실란 커플링제(X50S, Evonik), 공정유(TDAE oil), 아연화제(ZnO), 스테아르산, 산화 방지제(TMQ(RD)(2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린 폴리머), 노화 방지제(6PPD((디메틸부틸)-N-페닐-페닐렌디아민) 및 왁스(Microcrystaline Wax)를 혼련하였다. 이때, 혼련기의 초기 온도를 70℃로 제어하고, 배합 완료 후 145℃ 내지 155℃의 배출온도에서 1차 배합물을 얻었다. 제2단 혼련에서는 상기 1차 배합물을 실온까지 냉각한 후, 혼련기에 1차 배합물, 황, 고무촉진제(DPG(디페닐구아니딘)) 및 가황촉진제(CZ(N-시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드))를 가하고, 100℃이하의 온도에서 믹싱하여 2차 배합물을 얻었다. 이후, 160℃에서 20분간 큐어링 공정을 거쳐 고무시편을 제조하였다.Specifically, the rubber specimen is kneaded through the first stage kneading and the second stage kneading. In the first stage kneading, raw rubber, silica (filler), organosilane coupling agent (X50S, Evonik), process oil (TDAE oil), zincating agent (ZnO), stearic acid using a Banbari mixer with a temperature control device is used. , antioxidant (TMQ(RD) (2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline polymer), antioxidant (6PPD ((dimethylbutyl)-N-phenyl-phenylenediamine) and wax (Microcrystaline Wax) ) was kneaded.At this time, the initial temperature of the kneader was controlled to 70° C., and after the mixing was completed, a first formulation was obtained at a discharge temperature of 145° C. to 155° C. In the second stage of kneading, the first formulation was cooled to room temperature. After that, the primary compound, sulfur, rubber accelerator (DPG (diphenylguanidine)) and vulcanization accelerator (CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide)) are added to the kneader, and at a temperature of 100° C. or less A secondary compound was obtained by mixing, and then, a rubber specimen was prepared through a curing process at 160° C. for 20 minutes.
2) 인장특성2) Tensile properties
인장특성은 ASTM 412의 인장 시험법에 준하여 각 시험편을 제조하고 상기 시험편의 300% 신장시의 인장응력(300% 모듈러스)을 측정하였다. 구체적으로, 인장특성은 Universal Test Machin 4204(Instron 社) 인장 시험기를 이용하여 실온에서 50 cm/min의 속도로 측정하였다. For tensile properties, each test piece was prepared according to the tensile test method of ASTM 412, and the tensile stress (300% modulus) at 300% elongation of the test piece was measured. Specifically, the tensile properties were measured at room temperature at a speed of 50 cm/min using a Universal Test Machin 4204 (Instron Co., Ltd.) tensile tester.
3) 점탄성 특성3) Viscoelastic properties
점탄성 특성은 동적 기계 분석기(GABO 社)를 이용하여 Film Tension 모드로 주파수 10 Hz, 각 측정온도(-60℃~60℃)에서 동적 변형에 대한 점탄성 거동을 측정하여 tan δ값을 확인하였다. 측정 결과값에서 저온 0℃ tan δ값이 높은 것일 수록 젖은 노면저항성이 우수하고, 고온 60℃ tan δ 값이 낮은 것일 수록 히스테리시스 손실이 적고, 회전저항성(연비성)이 우수함을 나타내는 것이나, 표 3에서 결과값은 비교예 1의 결과값을 기준으로 Index(%)로 나타낸 것이므로 수치가 높을수록 우수함을 나타낸다.For the viscoelastic properties, the tan δ value was confirmed by measuring the viscoelastic behavior against dynamic deformation at a frequency of 10 Hz and each measurement temperature (-60°C to 60°C) in Film Tension mode using a dynamic mechanical analyzer (GABO). In the measurement result, the higher the low temperature 0℃ tan δ value, the better the wet road resistance, and the lower the high temperature 60℃ tan δ value, the less the hysteresis loss and the better the rolling resistance (fuel efficiency). Since the result value is expressed in Index (%) based on the result value of Comparative Example 1, the higher the numerical value, the better.
4) 가공성 특성4) Machinability characteristics
상기 1) 고무 시편 제조 시 얻어진 1차 배합물의 무니 점도(MV, (ML1+4, @100℃) MU)를 측정하여 각 중합체의 가공성 특성을 비교분석하였으며, 이때 무니점도 측정값이 낮은 것일수록 가공성 특성이 우수함을 나타내는 것으로, 하기 표 3에서는 비교예 2의 결과값을 기준으로 Index(%)로 표기한 것인 바 수치가 높을수록 우수함을 나타낸다. 1) The Mooney viscosity (MV, (ML1+4, @100℃) MU) of the primary compound obtained during the manufacture of 1) rubber specimen was measured to compare and analyze the processability characteristics of each polymer. In this case, the lower the Mooney viscosity measurement value, the more This indicates that the workability characteristics are excellent, and in Table 3 below, it is expressed as an Index (%) based on the result value of Comparative Example 2, and the higher the number, the better.
구체적으로, MV-2000(ALPHA Technologies 社)를 이용하여 100℃에서 Rotor Speed 2±0.02 rpm, Large Rotor를 사용하여, 각 1차 배합물은 실온(23±3℃)에서 30분 이상 방치한 후 27±3 g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 Platen을 작동시켜 4분 동안 측정하였다.Specifically, using MV-2000 (ALPHA Technologies) at 100°C, using a Rotor Speed of 2±0.02 rpm, and a Large Rotor, each primary formulation was left at room temperature (23±3°C) for at least 30 minutes and then 27 ±3 g was collected and filled inside the die cavity, and the platen was operated for 4 minutes.
특성viscoelastic
characteristic
(at 0℃ Index)tan δ
(at 0℃ Index)
(at 60℃ Index)tan δ
(at 60℃ Index)
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 변성제를 이용한 변성반응 이후 마크로모노머와 반응시킨 실시예 1 내지 4의 변성 스티렌-부타디엔 공중합체가 비교예 1 내지 3 대비 우수한 가공성 특성을 나타내면서 동시에 인장특성 및 점탄성 특성도 우수한 것을 확인하였다. As shown in Table 3, the modified styrene-butadiene copolymers of Examples 1 to 4, which were reacted with a macromonomer after the modification reaction using the modifier according to an embodiment of the present invention, showed superior processability characteristics compared to Comparative Examples 1 to 3 It was confirmed that the tensile properties and viscoelastic properties were also excellent at the same time.
특히, 실시예 1은 비교예 3 대비 동등하게 우수한 인장특성 및 점탄성 특성을 나타내면서 현저히 개선된 가공성 특성을 나타내었으며, 이때 비교예 3은 실시예 1에서의 마크로모노머를 변성 개시제로서 사용하고, 변성반응 이후에 마크로모노머와 반응시키는 단계를 수행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조된 변성 스티렌-부타디엔 공중합체이다. In particular, Example 1 exhibited significantly improved processability characteristics while exhibiting equally excellent tensile properties and viscoelastic properties compared to Comparative Example 3, wherein Comparative Example 3 uses the macromonomer in Example 1 as a modification initiator, and the modification reaction It is a modified styrene-butadiene copolymer prepared in the same manner as in Example 1, except that the step of reacting with the macromonomer was not performed thereafter.
실시예 1과 비교예 3의 제조방법에서의 차이 및 중합체 내 Si 원자 및 N 원자를 실시예 1과 동일한 수준으로 함유하고 있음에도 불구하고 실시예 1과 비교예 3의 현저한 효과 차이를 통해 본 발명 변성 공액디엔계 중합체는 비교예 3과는 다른 구조의 공중합체, 예컨대 마크로모노머로부터 유래되는 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 반복단위를 포함하는 제2사슬이 변성된 중합체 제1사슬에 변성제 유래 단위에 의해 커플링되어 그라프트 공중합체와 같은 구조로 결합하고 있음을 예측할 수 있고, 이러한 구조적 차이에 의하여 인장특성, 점탄성 특성 및 가공성 특성이 균형있게 현저히 우수한 효과가 있음을 확인하였다(상기 표 1 및 표 3 참조). Although the difference in the manufacturing method of Example 1 and Comparative Example 3 and the Si atoms and N atoms in the polymer are contained at the same level as in Example 1, the present invention is modified through the significant difference in effect between Example 1 and Comparative Example 3 The conjugated diene-based polymer is a copolymer having a structure different from that of Comparative Example 3, for example, a second chain containing a repeating unit derived from a compound represented by Formula 1 derived from a macromonomer is modified in the first chain by a modifier-derived unit. It can be predicted that the coupling is coupled to the same structure as the graft copolymer, and it was confirmed that the tensile properties, viscoelastic properties, and processability properties had a remarkably excellent effect in a balanced manner due to this structural difference (Table 1 and Table 3 above) Reference).
또한, 상기 표 1 및 표 3을 통해서, 본 발명의 변성 공액디엔계 중합체는 변성반응 이후 마크로모노머와 반응시키는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조됨으로써 비교예 4에서와 같이 화학식 1로 표시되는 화합물을 변성 단량체로 적용하여 제조되는 중합체 대비 중합체 내 N 원자가 고함량으로 존재할 수 있고, 이에 상기 비교예 4에서와 같은 중합체에서는 발현되지 않는 현저한 효과를 나타낼 수 있음을 확인할 수 있다.In addition, through Table 1 and Table 3, the modified conjugated diene-based polymer of the present invention is prepared by a manufacturing method comprising the step of reacting with a macromonomer after the modification reaction, thereby the compound represented by Formula 1 as in Comparative Example 4 It can be confirmed that N atoms in the polymer may be present in a high content compared to the polymer prepared by applying as a modified monomer, thereby exhibiting a remarkable effect that is not expressed in the polymer as in Comparative Example 4.
Claims (13)
상기 제1사슬과 제2사슬은 변성제 유래 단위에 의하여 커플링 결합되어 있는 것인 변성 공액디엔계 중합체:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1a 내지 R1c는 서로 독립적으로 수소 원자; 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 2 내지 20의 알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 20의 헤테로알킬기, 탄소수 2 내지 20의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기이고,
R1d는 단일결합, 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기; 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬렌기; 또는 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이고, 여기에서 상기 치환기는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고,
R1f 및 R1g는 서로 독립적으로 단일결합, 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기; 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬렌기; 또는 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이고, 여기에서 상기 치환기는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고,
R1h, R1i, R1j 및 R1k는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 2 내지 20의 알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 20의 헤테로알킬기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기이다.
a first chain comprising a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer; a second chain comprising a repeating unit derived from a compound represented by the following formula (1); and a unit derived from an amine-containing alkoxysilane-based modifier,
A modified conjugated diene-based polymer in which the first chain and the second chain are coupled by a modifier-derived unit:
[Formula 1]
In Formula 1,
R 1a to R 1c are each independently a hydrogen atom; an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a heteroalkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; a heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; an aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Or a heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms,
R 1d is a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with a substituent; a cycloalkylene group having 5 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with a substituent; Or an arylene group having 6 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent, wherein the substituent is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,
R 1f and R 1g are each independently a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent; a cycloalkylene group having 5 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with a substituent; Or an arylene group having 6 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent, wherein the substituent is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,
R 1h, R 1i, R 1j and R 1k are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; a heteroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms; a heteroalkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; a heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; an aryl group having 6 to 20 carbon atoms; or a heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms.
상기 화학식 1에서,
R1a 내지 R1c는 서로 독립적으로 수소 원자; 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 탄소수 2 내지 10의 알케닐기; 탄소수 2 내지 10의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 10의 헤테로알킬기, 탄소수 2 내지 10의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 10의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 12의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 10의 헤테로고리기이고,
R1d는 단일결합 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, R1f 및 R1g는 서로 독립적으로 단일결합 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
R1h, R1i, R1j 및 R1k는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기; 탄소수 2 내지 10의 알케닐기; 탄소수 2 내지 10의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 10의 헤테로알킬기; 탄소수 2 내지 10의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 10의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 12의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 10의 헤테로고리기인 변성 공액디엔계 중합체.
According to claim 1,
In Formula 1,
R 1a to R 1c are each independently a hydrogen atom; an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms; an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms; A heteroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a heteroalkenyl group having 2 to 10 carbon atoms; a heteroalkynyl group having 2 to 10 carbon atoms; a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms; an aryl group having 6 to 12 carbon atoms; Or a heterocyclic group having 3 to 10 carbon atoms,
R 1d is a single bond or an unsubstituted alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, R 1f and R 1g are each independently a single bond or an unsubstituted alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
R 1h, R 1i, R 1j and R 1k are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms; an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms; a heteroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms; a heteroalkenyl group having 2 to 10 carbon atoms; a heteroalkynyl group having 2 to 10 carbon atoms; a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms; an aryl group having 6 to 12 carbon atoms; Or a modified conjugated diene-based polymer that is a heterocyclic group having 3 to 10 carbon atoms.
상기 화학식 1에서,
R1a 내지 R1c는 서로 독립적으로 수소 원자; 또는 탄소수 1 내지 10의 이고, R1d는 단일결합 또는 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이고, R1f 및 R1g는 서로 독립적으로 단일결합 또는 비치환된 탄소수 1 내지 6의 알킬렌기이고, R1h, R1i, R1j 및 R1k는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기인 변성 공액디엔계 중합체.
According to claim 1,
In Formula 1,
R 1a to R 1c are each independently a hydrogen atom; or having 1 to 10 carbon atoms, R 1d is a single bond or an unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group, R 1f and R 1g are each independently a single bond or an unsubstituted C 1 to C 6 alkylene group, R 1h, R 1i, R 1j and R 1k are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
상기 제1사슬은 방향족 비닐계 단량체 유래 반복단위를 더 포함하는 것인 변성 공액디엔계 중합체.
According to claim 1,
The first chain is a modified conjugated diene-based polymer further comprising a repeating unit derived from an aromatic vinyl-based monomer.
상기 제2사슬은 공액디엔계 단량체 유래 단위를 더 포함하는 것인 변성 공액디엔계 중합체.
According to claim 1,
The second chain is a modified conjugated diene-based polymer further comprising a unit derived from a conjugated diene-based monomer.
수평균 분자량(Mn)이 1,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol이고, 중량평균 분자량(Mw)이 1,000 g/mol 내지 3,000,000 g/mol이고, 피크평균 분자량(Mp)이 1,000 g/mol 내지 3,000,000 g/mol인 변성 공액디엔계 중합체.
According to claim 1,
a number average molecular weight (Mn) of 1,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 g/mol to 3,000,000 g/mol, and a peak average molecular weight (Mp) of 1,000 g/mol to 3,000,000 g /mol of a modified conjugated diene-based polymer.
상기 활성 제1사슬과 아민 함유 알콕시실란계 변성제를 반응시켜 변성된 활성 제1사슬을 제조하는 단계(S2); 및
상기 변성된 활성 제1사슬과 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 유래 반복단위를 포함하는 마크로모노머를 반응시키는 단계(S3)를 포함하는 제1항의 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1a 내지 R1c는 서로 독립적으로 수소 원자; 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 2 내지 20의 알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 20의 헤테로알킬기, 탄소수 2 내지 20의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기이고,
R1d는 단일결합, 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기; 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬렌기; 또는 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이고, 여기에서 상기 치환기는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고,
R1f 및 R1g는 서로 독립적으로 단일결합, 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기; 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬렌기; 또는 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이고, 여기에서 상기 치환기는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고,
R1h, R1i, R1j 및 R1k는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 2 내지 20의 알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 20의 헤테로알킬기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기이다.
preparing an active first chain by polymerizing a conjugated diene-based monomer or a conjugated diene-based monomer or an aromatic vinyl-based monomer in a carbon solvent in the presence of a polymerization initiator (S1);
preparing a modified active first chain by reacting the active first chain with an amine-containing alkoxysilane-based modifier (S2); and
A method for producing the modified conjugated diene-based polymer of claim 1, comprising the step (S3) of reacting the modified active first chain with a macromonomer including a repeating unit derived from a compound represented by the following formula (1):
[Formula 1]
In Formula 1,
R 1a to R 1c are each independently a hydrogen atom; an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a heteroalkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; a heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; an aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Or a heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms,
R 1d is a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with a substituent; a cycloalkylene group having 5 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with a substituent; Or an arylene group having 6 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent, wherein the substituent is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,
R 1f and R 1g are each independently a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent; a cycloalkylene group having 5 to 20 carbon atoms that is unsubstituted or substituted with a substituent; Or an arylene group having 6 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent, wherein the substituent is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,
R 1h, R 1i, R 1j and R 1k are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; a heteroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms; a heteroalkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; a heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; a cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; an aryl group having 6 to 20 carbon atoms; or a heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms.
상기 마크로모노머는 공액디엔계 단량체 유래 단위를 더 포함하는 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법,
8. The method of claim 7,
The macromonomer is a method for producing a modified conjugated diene-based polymer further comprising a unit derived from a conjugated diene-based monomer,
상기 마크로모노머는 탄화수소 용매 중에서 유기리튬 화합물의 존재 하에 화학식 1로 표시되는 화합물; 또는 화학식 1로 표시되는 화합물과 공액디엔계 단량체를 저중합 반응시켜 제조하는 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The macromonomer is a compound represented by Formula 1 in the presence of an organolithium compound in a hydrocarbon solvent; Or a method for producing a modified conjugated diene-based polymer prepared by low-polymerization reaction of the compound represented by Formula 1 and the conjugated diene-based monomer.
상기 변성제는 중합 개시제 1 몰 대비 0.1 몰 내지 10 몰로 사용하는 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The method for producing a modified conjugated diene-based polymer, wherein the modifier is used in an amount of 0.1 to 10 moles relative to 1 mole of the polymerization initiator.
상기 마크로모노머는 중합 개시제 1 몰 대비 0.1 내지 4.0 몰로 사용하는 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The method for producing a modified conjugated diene-based polymer wherein the macromonomer is used in an amount of 0.1 to 4.0 moles relative to 1 mole of the polymerization initiator.
A rubber composition comprising the modified conjugated diene-based polymer of claim 1 and a filler.
변성 공액디엔계 중합체 100 중량부를 기준으로 0.1 중량부 내지 200 중량부의 충전제를 포함하는 것인 고무 조성물.13. The method of claim 12,
A rubber composition comprising 0.1 parts by weight to 200 parts by weight of a filler based on 100 parts by weight of the modified conjugated diene-based polymer.
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WO2024117430A1 (en) * | 2022-12-02 | 2024-06-06 | 주식회사 엘지화학 | Modifying agent, modified conjugated diene-based polymer comprising same and method for preparing polymer |
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US4397994A (en) | 1980-09-20 | 1983-08-09 | Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. | High vinyl polybutadiene or styrene-butadiene copolymer |
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WO2024117430A1 (en) * | 2022-12-02 | 2024-06-06 | 주식회사 엘지화학 | Modifying agent, modified conjugated diene-based polymer comprising same and method for preparing polymer |
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