KR20220037783A - Method for halogenating isobutene-isoprene copolymer - Google Patents

Method for halogenating isobutene-isoprene copolymer Download PDF

Info

Publication number
KR20220037783A
KR20220037783A KR1020200120663A KR20200120663A KR20220037783A KR 20220037783 A KR20220037783 A KR 20220037783A KR 1020200120663 A KR1020200120663 A KR 1020200120663A KR 20200120663 A KR20200120663 A KR 20200120663A KR 20220037783 A KR20220037783 A KR 20220037783A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
isobutene
isoprene copolymer
halogenation
isoprene
alcohol
Prior art date
Application number
KR1020200120663A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
정문곤
백종열
최경신
김원희
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020200120663A priority Critical patent/KR20220037783A/en
Priority to JP2022570411A priority patent/JP7439303B2/en
Priority to EP21869706.8A priority patent/EP4105244A4/en
Priority to US17/913,325 priority patent/US20230159673A1/en
Priority to CN202180026008.3A priority patent/CN115362183A/en
Priority to PCT/KR2021/012584 priority patent/WO2022060084A1/en
Publication of KR20220037783A publication Critical patent/KR20220037783A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/18Introducing halogen atoms or halogen-containing groups
    • C08F8/20Halogenation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08CTREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
    • C08C19/00Chemical modification of rubber
    • C08C19/12Incorporating halogen atoms into the molecule
    • C08C19/14Incorporating halogen atoms into the molecule by reaction with halogens
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/04Monomers containing three or four carbon atoms
    • C08F210/08Butenes
    • C08F210/10Isobutene
    • C08F210/12Isobutene with conjugated diolefins, e.g. butyl rubber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F236/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
    • C08F236/02Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
    • C08F236/04Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
    • C08F236/08Isoprene

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method for halogenating an isobutene-isoprene copolymer. The method for halogenating an isobutene-isoprene copolymer includes: (S1) a step of preparing a mixed solution containing an isobutene-isoprene copolymer, a hydrocarbon solvent, and an alcohol; and (S2) a step of making the mixed solution react with a halogenating agent to halogenate the isobutene-isoprene copolymer. According to the present invention, the isobutene-isoprene copolymer can be effectively used for crosslinking reaction with other rubber.

Description

이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 방법{METHOD FOR HALOGENATING ISOBUTENE-ISOPRENE COPOLYMER}Halogenation method of isobutene-isoprene copolymer

본 발명은 이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for the halogenation of isobutene-isoprene copolymers.

부틸고무(이소부텐-이소프렌 고무, isobutene-isoprene rubber, IIR)는 이소부텐과 약 1 내지 6%의 이소프렌이 함유되어 있는 이소부텐-이소프렌 공중합체로서, 내화학성, 내습성, 전기절연성, 등이 우수하여 점착 조성물, 점착 시트 등의 용도로 이용된다. 부틸고무의 주성분인 이소부텐은 뛰어난 기체 차단성과 항산화성, 열 안정성 등을 나타내지만, 고분자 사슬 내에 추가적인 작용기가 없어 가교 반응에 참여할 수 없는 단점이 있고, 이를 보완하기 위해 부틸고무에는 중합 후에도 불포화 작용기를 가지는 이소프렌이 일정 함량 포함된다. 그러나, 부틸고무에는 이소프렌 함량이 적기 때문에 여전히 가교 반응성이 부족한 단점이 있다.Butyl rubber (isobutene-isoprene rubber, IIR) is an isobutene-isoprene copolymer containing isobutene and about 1 to 6% isoprene, and has chemical resistance, moisture resistance, electrical insulation, etc. Because it is excellent, it is used for applications such as pressure-sensitive adhesive compositions and pressure-sensitive adhesive sheets. Isobutene, the main component of butyl rubber, exhibits excellent gas barrier properties, antioxidant properties, and thermal stability, but has a disadvantage that it cannot participate in the crosslinking reaction because there is no additional functional group in the polymer chain. To compensate for this, butyl rubber has unsaturated functional groups even after polymerization isoprene having a certain amount is included. However, butyl rubber has a disadvantage in that it still lacks crosslinking reactivity because the content of isoprene is small.

이를 해결하기 위해 부틸고무는 이소프렌의 이중결합에 추가적인 할로겐화 반응을 진행하여 할로겐화 부틸고무로 전환함으로써 다른 고무와 가교/컴파운딩시켜 사용하고 있으며, 기체 투과성이 없는 특징이 있어 타이어의 내부 튜브 및 내부 라이너 등의 주재료로 널리 이용되고 있다.To solve this problem, butyl rubber undergoes an additional halogenation reaction on the double bond of isoprene and is converted to halogenated butyl rubber to be crosslinked/compounded with other rubbers. It is widely used as a main material such as

이러한 할로겐화 반응 중 예컨대 브롬화 반응의 경우, 부틸고무를 모두 동일한 구조의 브롬화 작용기로 전환시키지는 못하고, 아래와 같이 미반응 이소프렌(구조 I), 2차 알릴 브로마이드(구조 II, exo-allylic bromide), 1차 알릴 브로마이드(구조 III, endo-allylic bromide) 등을 모두 포함하는 결과물이 제조된다. Among these halogenation reactions, for example, in the case of a bromination reaction, all butyl rubber cannot be converted to a bromination functional group having the same structure, and unreacted isoprene (structure I), secondary allyl bromide (structure II, exo-allylic bromide), primary A product including allyl bromide (structure III, endo-allylic bromide) and the like is prepared.

Figure pat00001
Figure pat00001

이 중 구조 II는 다른 고무들과 가교 반응을 진행할 때 가교 성능에 직접적으로 영향을 미치는 중요한 구조이지만, 브롬화 반응 부산물인 HBr이 이온화된 브로마이드 이온(Br-)에 의해 구조 II에서 구조 III로 재정렬(rearrangement)이 일어날 수 있다.Of these, Structure II is an important structure that directly affects crosslinking performance when undergoing a crosslinking reaction with other rubbers, but HBr, a by-product of the bromination reaction, is rearranged from Structure II to Structure III by ionized bromide ions (Br - ) ( rearrangement) may occur.

Figure pat00002
Figure pat00002

상기와 같은 구조 재정렬로 생성된 구조 III는 바람직하지 않은 가교 성능을 나타내기 때문에 부틸고무의 할로겐화 공정에서 이러한 재정렬이 진행되는 것을 방지하여 할로겐화 부틸고무 내 구조 II의 작용기를 고함량으로 함유하도록 유도하는 것은 할로겐화 이소부텐-이소프렌 공중합체의 가교 물성을 개선하는 중요한 요인으로 작용한다.Structure III produced by the structural rearrangement as described above exhibits undesirable crosslinking performance, so it prevents such rearrangement from proceeding in the halogenation process of butyl rubber, and induces a high content of functional groups of structure II in halogenated butyl rubber. It acts as an important factor in improving the crosslinking properties of the halogenated isobutene-isoprene copolymer.

한국공개특허 KR 10-2010-0099125 AKorean Patent Publication KR 10-2010-0099125 A

본 발명의 목적은 이소부텐-이소프렌 공중합체를 할로겐화시키는 반응에서 2차 알릴 할로겐 작용기가 1차 알릴 할로겐 작용기로 재정렬되는 부반응을 억제함으로써, 말단 이중결합을 가지는 2차 알릴 할로겐 작용기를 고함량으로 함유하는 할로겐화 이소부텐-이소프렌 공중합체의 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to suppress a side reaction in which a secondary allyl halogen functional group is rearranged with a primary allyl halogen functional group in a reaction for halogenating an isobutene-isoprene copolymer, thereby containing a secondary allyl halogen functional group having a terminal double bond in a high content It is to provide a method for producing a halogenated isobutene-isoprene copolymer.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 (S1) 이소부텐-이소프렌 공중합체, 탄화수소 용매 및 알코올을 포함하는 혼합 용액을 준비하는 단계; 및 (S2) 상기 혼합 용액을 할로겐화제와 반응시켜 이소부텐-이소프렌 공중합체를 할로겐화하는 단계;를 포함하는 이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention comprises the steps of (S1) preparing a mixed solution comprising an isobutene-isoprene copolymer, a hydrocarbon solvent and an alcohol; and (S2) reacting the mixed solution with a halogenating agent to halogenate the isobutene-isoprene copolymer.

본 발명을 이용하여 이소부텐-이소프렌 공중합체를 할로겐화할 경우, 2차 알릴 할로겐 작용기의 재정렬을 방지하여 할로겐화된 이소부텐-이소프렌 공중합체 내 2차 알릴 할로겐 작용기의 함량이 높아질 수 있고, 따라서 다른 고무와의 가교 반응에 더욱 효과적으로 사용될 수 있어 산업상 이용에 용이한 장점이 있다.When the isobutene-isoprene copolymer is halogenated using the present invention, the content of secondary allyl halogen functional groups in the halogenated isobutene-isoprene copolymer can be increased by preventing rearrangement of secondary allyl halogen functional groups, and thus other rubbers It can be used more effectively for cross-linking reaction with and has the advantage of easy industrial use.

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 appropriately defines the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that it can be done, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

본 발명은 (S1) 이소부텐-이소프렌 공중합체, 탄화수소 용매 및 알코올을 포함하는 혼합 용액을 준비하는 단계; 및 (S2) 상기 혼합 용액을 할로겐화제와 반응시켜 이소부텐-이소프렌 공중합체를 할로겐화하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention comprises the steps of (S1) preparing a mixed solution containing an isobutene-isoprene copolymer, a hydrocarbon solvent and an alcohol; and (S2) reacting the mixed solution with a halogenating agent to halogenate the isobutene-isoprene copolymer.

이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 반응에서 부산물로 생성된 할로겐화수소(예컨대, HBr)는 할로겐화가 진행된 이소부텐-이소프렌 공중합체와 추가적으로 반응하게 되고, 브로마이드 이온(Br-)에 의해 2차 알릴 브로마이드(구조 II, exo-allylic bromide)에서 1차 알릴 브로마이드(구조 III, endo-allylic bromide)로 구조 재정렬이 일어나는 부반응이 일어나므로, 할로겐화 이소부텐-이소프렌 공중합체의 가교 성능을 일정하게 유지하기 위해서는 이러한 구조 재정렬을 방지하는 것이 중요하다.Hydrogen halide (for example, HBr) produced as a by-product in the halogenation reaction of the isobutene-isoprene copolymer further reacts with the halogenated isobutene-isoprene copolymer, and secondary allyl bromide ( Structure II, exo-allylic bromide) to primary allyl bromide (Structure III, endo-allylic bromide) to the primary allyl bromide (Structure III, endo-allylic bromide) occurs as a side reaction occurs, so in order to keep the crosslinking performance of the halogenated isobutene-isoprene copolymer constant, this structure It is important to avoid rearrangement.

종래에는, 상기와 같이 구조 II가 구조 III로 재정렬되는 것을 방지하기 위하여, 할로겐화 반응에 물을 첨가하여 할로겐화수소를 수성층에 용해시켜 할로겐화 이소부텐-이소프렌 공중합체가 존재하는 유기층과 분리시킴으로써 할로겐화수소와 공중합체의 접촉을 물리적으로 방지하는 방안이 사용되어 왔다. 이 경우 할로겐화수소와 공중합체가 별도의 층에 존재하므로 접촉 가능성을 낮추어 재정렬을 억제할 수는 있으나, 수성층 내 할로겐화수소는 아래와 같이 이온화 경향이 높으므로 할로겐화 이온으로 존재하게 되며 수성층과 유기층 계면에서 잠시라도 접촉할 경우 곧바로 재정렬 반응을 일으킬 가능성이 높아지므로, 이 경우에도 구조 II의 비율은 일정 수준 이상을 구현할 수 없는 한계가 여전히 존재하였다.Conventionally, in order to prevent the rearrangement of structure II into structure III as described above, water is added to the halogenation reaction to dissolve the hydrogen halide in the aqueous layer, and the halogenated isobutene-isoprene copolymer is separated from the organic layer in which it is present. A method of physically preventing the copolymer from contacting has been used. In this case, since the hydrogen halide and the copolymer are in separate layers, rearrangement can be suppressed by lowering the possibility of contact. Even in this case, there was still a limit in that the ratio of structure II could not be implemented above a certain level even in this case, since the possibility of a realignment reaction immediately increases when even a ray is in contact.

Figure pat00003
Figure pat00003

따라서, 할로겐화수소를 유기층에서 분리하면서도, 동시에 할로겐화 이온으로 이온화되려는 경향성을 낮추어 구조 II 재정렬 반응이 진행되는 것을 최대한 방지하는 것이 중요하다.Therefore, it is important to separate the hydrogen halide from the organic layer and at the same time reduce the tendency to be ionized into halide ions to prevent the structure II rearrangement reaction from proceeding as much as possible.

이에, 본 발명에서는 할로겐화 반응을 진행하는 혼합 용액에 첨가제로서 알코올을 사용하였다. 알코올은 할로겐화수소와의 친화성이 높아 이를 효율적으로 용해시켜 유기층으로부터 분리할 수 있으면서도, 옥소늄 이온의 고유 pKa가 작아 할로겐화수소가 할로겐화 이온으로 이온화되려는 경향성이 낮으며, 결과적으로 할로겐화 이온의 수를 감소시켜 구조 재정렬을 효과적으로 억제할 수 있다.Accordingly, in the present invention, alcohol was used as an additive in the mixed solution for the halogenation reaction. Alcohol has a high affinity for hydrogen halide, so it can be efficiently dissolved and separated from the organic layer. However, the intrinsic pKa of oxonium ions is small, so the tendency of hydrogen halide to be ionized into halide ions is low, and as a result, the number of halide ions is reduced. By reducing it, it is possible to effectively suppress structural rearrangement.

또한, 본 발명에서는 상기와 같이 알코올을 사용함으로써 구조 재정렬을 효과적으로 방지할 수 있기 때문에, 할로겐화 수소를 산화제로 산화시켜 할로겐화제로 재사용하는 종래의 방법과 달리, 산화제를 사용하지 않아도 동등 이상의 수준으로 구조 II의 함량을 높게 구현할 수 있다. 상기 산화제는 반응계 내에서 할로겐화되지 않은 이소부텐-이소프렌 공중합체와의 부반응이 가능하며 이 경우 이소부텐-이소프렌 공중합체의 물성을 예기치 못한 방향으로 변화시키게 되는 문제가 나타날 수 있다. 본 발명에서는 산화제를 사용하지 않으면서도 구조 II의 비율이 높게 나타나도록 하여 산화제 사용에 의한 부작용도 함께 방지하였다.In addition, in the present invention, since structural rearrangement can be effectively prevented by using alcohol as described above, unlike the conventional method in which hydrogen halide is oxidized with an oxidizing agent and reused as a halogenating agent, structure II can be achieved at an equivalent or higher level without using an oxidizing agent. can be implemented with a high content of The oxidizing agent may have a side reaction with the non-halogenated isobutene-isoprene copolymer in the reaction system, and in this case, there may be a problem of changing the physical properties of the isobutene-isoprene copolymer in an unexpected direction. In the present invention, side effects due to the use of the oxidizing agent were also prevented by making the ratio of structure II appear high without using the oxidizing agent.

단계 (S1)Step (S1)

단계 (S1)는 이소부텐-이소프렌 공중합체, 탄화수소 용매 및 알코올을 포함하는 혼합 용액을 준비하는 단계로, 이소부텐-이소프렌 공중합체를 할로겐화하기 위한 반응물을 준비하는 것이다.Step (S1) is a step of preparing a mixed solution including an isobutene-isoprene copolymer, a hydrocarbon solvent and an alcohol, and preparing a reactant for halogenating the isobutene-isoprene copolymer.

본 발명에서 할로겐화 이소부텐-이소프렌 공중합체의 구조 재정렬을 방지하는 것은 할로겐화 이후 생성된 할로겐화수소를 수성층으로 분리하여 할로겐화 이소부텐-이소프렌 공중합체와의 접촉을 방지하는 원리이다. 그러므로 이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 후 할로겐화수소와 추가 반응이 일어나기 전에 신속하게 할로겐화수소를 별도의 수성층으로 분리하는 것이 중요하다. 따라서 할로겐화 반응 도중 물을 별도로 첨가하는 것이 아니라, 상기 단계 (S1)와 같이 할로겐화가 개시되기 전부터 반응계 내에 알코올을 투입하는 것이 바람직하다.In the present invention, the prevention of structural rearrangement of the halogenated isobutene-isoprene copolymer is a principle of preventing contact with the halogenated isobutene-isoprene copolymer by separating the hydrogen halide generated after halogenation into an aqueous layer. Therefore, it is important to quickly separate the hydrogen halide into a separate aqueous layer after halogenation of the isobutene-isoprene copolymer before further reaction with the hydrogen halide occurs. Therefore, it is preferable not to separately add water during the halogenation reaction, but to add alcohol into the reaction system before the halogenation starts as in step (S1).

본 발명에서, 상기 알코올은 탄화수소 용매 기준 0.1 내지 20 중량%일 수 있고, 구체적으로, 0.1 중량% 이상, 0.5 중량% 이상, 10 중량% 이상, 20 중량% 이하, 15 중량% 이하일 수 있다.In the present invention, the alcohol may be 0.1 to 20% by weight based on the hydrocarbon solvent, specifically, 0.1% by weight or more, 0.5% by weight or more, 10% by weight or more, 20% by weight or less, 15% by weight or less.

상기 알코올이 탄화수소 용매 기준 0.1 중량% 미만일 경우 부산물 억제 효과를 충분히 구현하지 못하여 이소부텐-이소프렌 공중합체의 재정렬을 방지하지 못하므로 물성 저하가 나타날 수 있고, 탄화수소 용매 기준 20 중량% 초과일 경우 필요 이상의 알코올로 인해 경제성이 저하될 뿐 아니라 할로겐화 종료 후 건조 공정에서 많은 에너지가 소모되는 문제가 발생할 수 있다. If the alcohol is less than 0.1% by weight based on the hydrocarbon solvent, the effect of suppressing by-products cannot be sufficiently realized and the rearrangement of the isobutene-isoprene copolymer cannot be prevented, so that deterioration of physical properties may appear. Alcohol may not only reduce economic efficiency, but also consume a lot of energy in the drying process after halogenation is completed.

본 발명에서, 상기 알코올의 종류는 크게 제한되지 않으나, 이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 반응 종료 후 건조의 용이성을 고려한 측면에서는, 탄소수 1 내지 4의 알코올일 수 있고, 예컨대 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필알코올, 1-부탄올, 2-부탄올, tert-부탄올, 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. In the present invention, the type of the alcohol is not particularly limited, but in consideration of the ease of drying after the completion of the halogenation reaction of the isobutene-isoprene copolymer, it may be an alcohol having 1 to 4 carbon atoms, for example, methanol, ethanol, propanol, Isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, tert-butanol, or mixtures thereof may be used.

본 발명에서, 상기 이소부텐-이소프렌 공중합체는 이소부텐-이소프렌 공중합체 기준 1 내지 10몰%일 수 있고, 또는 1 내지 8몰%, 또는 1 내지 5몰%의 이소프렌을 함유하는 것을 사용할 수 있지만 이에 제한되지 않고, 목적이나 용도에 따라 적절한 조성, 분자량의 공중합체를 선택하여 모두 본 발명에 적용할 수 있다.In the present invention, the isobutene-isoprene copolymer may be 1 to 10 mol% based on the isobutene-isoprene copolymer, or 1 to 8 mol%, or 1 to 5 mol% of isoprene may be used. The present invention is not limited thereto, and may be applied to the present invention by selecting a copolymer having an appropriate composition and molecular weight according to the purpose or use.

상기 이소부텐-이소프렌 공중합체는 시판되는 것을 구입하여 사용하거나 이소부텐 및 이소프렌을 공중합하여 제조함으로써 수득할 수 있다. 이소부텐 및 이소프렌을 공중합하여 공중합체를 제조한 후 본 발명에 적용할 경우, 공중합 반응에 중합 정지제로서 알코올이 사용되었다면 할로겐화 반응에 앞서 잔류 중합 정지제를 제거하는 과정을 별도로 거치지 않고도 할로겐화 반응을 신속히 진행할 수 있어, 공정을 단축시키고 효율성을 높이는 효과도 있다.The isobutene-isoprene copolymer can be obtained by purchasing a commercially available one or preparing by copolymerizing isobutene and isoprene. When applying to the present invention after preparing a copolymer by copolymerizing isobutene and isoprene, if alcohol is used as a polymerization terminator in the copolymerization reaction, the halogenation reaction can be performed without separately removing the residual polymerization terminator prior to the halogenation reaction. It can be carried out quickly, which has the effect of shortening the process and increasing efficiency.

본 발명에서, 상기 이소부텐-이소프렌 공중합체는, 이소부텐-이소프렌 공중합체, 탄화수소 용매 및 알코올을 포함하는 혼합 용액 기준 5 내지 25 중량%일 수 있고, 구체적으로, 5 중량% 이상, 10 중량% 이상, 15 중량% 이상, 25 중량% 이하, 20 중량% 이하, 또는 15 중량%일 수 있다. In the present invention, the isobutene-isoprene copolymer may be 5 to 25 wt% based on a mixed solution containing the isobutene-isoprene copolymer, a hydrocarbon solvent and an alcohol, specifically, 5 wt% or more, 10 wt% or more, 15 wt% or more, 25 wt% or less, 20 wt% or less, or 15 wt%.

상기 이소부텐-이소프렌 공중합체가 혼합 용액 기준 5 중량% 미만일 경우 생산성이 감소할 수 있고, 혼합 용액 기준 25 중량% 초과일 경우 혼합 용액 내 용해도가 저하되어 할로겐화 반응이 충분히 진행되지 못할 수 있다.When the amount of the isobutene-isoprene copolymer is less than 5% by weight based on the mixed solution, productivity may decrease, and when it is more than 25% by weight based on the mixed solution, solubility in the mixed solution may decrease and the halogenation reaction may not proceed sufficiently.

본 발명에서, 상기 탄화수소 용매는 지방족 탄화수소 용매 또는 방향족 탄화수소 용매일 수 있다. 예로서, 상기 지방족 탄화수소 용매는 부탄, 펜탄, 네오 펜탄, 헥산, 사이클로헥산, 메틸사이클로헥산, 헵탄 및 옥탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 상기 방향족 탄화수소 용매는 벤젠, 톨루엔, 자일렌 및 에틸벤젠으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. In the present invention, the hydrocarbon solvent may be an aliphatic hydrocarbon solvent or an aromatic hydrocarbon solvent. For example, the aliphatic hydrocarbon solvent may be at least one selected from the group consisting of butane, pentane, neo pentane, hexane, cyclohexane, methylcyclohexane, heptane and octane, and the aromatic hydrocarbon solvent is benzene, toluene, and xylene. And it may be at least one selected from the group consisting of ethylbenzene, but is not limited thereto.

단계 (S2)Step (S2)

상기 단계 (S2)는 단계 (S1)에서 제조한 용액을 할로겐화제와 반응시켜 이소부텐-이소프렌 공중합체를 할로겐화하는 단계이다. 이 때 이소부텐-이소프렌 공중합체의 수소 위치에 할로겐 원자가 위치하게 되면서 부산물로 할로겐화수소가 생성된다. The step (S2) is a step of halogenating the isobutene-isoprene copolymer by reacting the solution prepared in step (S1) with a halogenating agent. At this time, as the halogen atom is positioned at the hydrogen position of the isobutene-isoprene copolymer, hydrogen halide is generated as a by-product.

본 발명에서, 상기 할로겐화제는 브롬 분자(Br2) 또는 염소 분자(Cl2)일 수 있고, 구체적으로 브롬 분자(Br2)일 수 있다.In the present invention, the halogenating agent may be a bromine molecule (Br 2 ) or a chlorine molecule (Cl 2 ), specifically, a bromine molecule (Br 2 ).

본 발명에서, 상기 할로겐화제는 이소부텐-이소프렌 공중합체에 함유된 이중결합 1 당량 기준 0.6 내지 1.2 당량일 수 있고, 구체적으로 0.6 당량 이상, 0.8 당량 이상, 1.2 당량 이하, 1.0 당량 이하일 수 있다.In the present invention, the halogenating agent may be 0.6 to 1.2 equivalents based on 1 equivalent of the double bond contained in the isobutene-isoprene copolymer, and specifically 0.6 equivalent or more, 0.8 equivalent or more, 1.2 equivalent or less, 1.0 equivalent or less.

상기 할로겐화제가 이소부텐-이소프렌 공중합체에 함유된 이중결합 1 당량 기준 0.6 당량 미만일 경우 할로겐화 반응이 충분히 진행되지 못하여 이소부텐-이소프렌 공중합체의 가교성을 충분히 개선하지 못할 수 있고, 이소부텐-이소프렌 공중합체에 함유된 이중결합 1 당량 기준 1.2 당량 초과일 경우 과량의 할로겐화제로 인해 과반응이 진행되어 구조 I 함량이 감소하게 될 우려가 있다.If the amount of the halogenating agent is less than 0.6 equivalents based on 1 equivalent of the double bond contained in the isobutene-isoprene copolymer, the halogenation reaction may not proceed sufficiently, and the crosslinking property of the isobutene-isoprene copolymer may not be sufficiently improved, and the isobutene-isoprene copolymer If the amount exceeds 1.2 equivalents based on 1 equivalent of the double bond contained in the coalescence, there is a fear that an overreaction may proceed due to an excess of the halogenating agent, resulting in a decrease in the structure I content.

본 발명에서, 상기 할로겐화제는 탄화수소 용매에 용해하여 조성물 형태로 사용할 수 있고, 상기 탄화수소 용매는 지방족 탄화수소 용매 또는 방향족 탄화수소 용매일 수 있다. 예로서, 상기 지방족 탄화수소 용매는 부탄, 펜탄, 네오 펜탄, 헥산, 사이클로헥산, 메틸사이클로헥산, 헵탄 및 옥탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 상기 방향족 탄화수소 용매는 벤젠, 톨루엔, 자일렌 및 에틸벤젠으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. In the present invention, the halogenating agent may be dissolved in a hydrocarbon solvent and used in the form of a composition, and the hydrocarbon solvent may be an aliphatic hydrocarbon solvent or an aromatic hydrocarbon solvent. For example, the aliphatic hydrocarbon solvent may be at least one selected from the group consisting of butane, pentane, neo pentane, hexane, cyclohexane, methylcyclohexane, heptane and octane, and the aromatic hydrocarbon solvent is benzene, toluene, and xylene. And it may be at least one selected from the group consisting of ethylbenzene, but is not limited thereto.

상기 탄화수소 용매에 할로겐화제를 용해시킨 용액 기준 할로겐화제가 10 중량% 이상, 15 중량% 이상, 50 중량% 이하, 30 중량% 이하, 예컨대 20 중량% 포함되도록 용해시켜 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Based on the solution in which the halogenating agent is dissolved in the hydrocarbon solvent, 10 wt% or more, 15 wt% or more, 50 wt% or less, 30 wt% or less, for example, 20 wt% or less, may be dissolved to be used, but is not limited thereto.

본 발명에서, 상기 단계 (S2)의 할로겐화는 10 내지 80 ℃에서 수행될 수 있고, 구체적으로 10 ℃ 이상, 30 ℃ 이상, 40 ℃ 이상, 80 ℃ 이하, 60 ℃ 이하에서 수행될 수 있다.In the present invention, the halogenation of step (S2) may be carried out at 10 to 80 °C, specifically, at 10 °C or higher, 30 °C or higher, 40 °C or higher, 80 °C or lower, 60 °C or lower.

상기 할로겐화의 수행 온도가 10 ℃ 미만일 경우 반응 속도가 지나치게 빨라지므로 반응의 제어가 어려울 수 있고, 80 ℃ 초과일 경우 에너지 비용이 증가하여 경제성이 저하될 수 있다.When the halogenation temperature is less than 10 °C, the reaction rate is excessively fast, so it may be difficult to control the reaction.

본 발명에서, 상기 단계 (S2)의 할로겐화는 10초 내지 60분 동안 수행될 수 있고, 구체적으로, 10초 이상, 30초 이상, 1분 이상, 60분 이하, 30분 이하 동안 수행될 수 있다. In the present invention, the halogenation of step (S2) may be performed for 10 seconds to 60 minutes, and specifically, it may be performed for 10 seconds or more, 30 seconds or more, 1 minute or more, 60 minutes or less, and 30 minutes or less. .

상기 할로겐화의 수행 시간이 10초 미만일 경우 반응시간 부족으로 이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화가 충분히 진행되지 못할 수 있고, 60분 초과일 경우 할로겐화 이후 추가적인 부반응이 진행될 가능성이 높아진다.If the halogenation time is less than 10 seconds, the halogenation of the isobutene-isoprene copolymer may not proceed sufficiently due to insufficient reaction time, and if it exceeds 60 minutes, the possibility of additional side reactions after halogenation is increased.

본 발명의 할로겐화 방법에 의할 때, 하기 구조 I로 표시되는 반복 단위(이소프렌 유래 반복 단위)의 일부가 하기 구조 II로 표시되는 반복 단위 또는 구조 III로 표시되는 반복 단위로 전환되고, 특히 본 발명에서는 구조 II가 구조 III로 재정렬되는 것을 방지하였으므로, 본 발명의 할로겐화 방법을 이용하여 구조 II로 표시되는 반복 단위를 높은 함량으로 포함하는 할로겐화 이소부텐-이소프렌 공중합체를 제조할 수 있다.According to the halogenation method of the present invention, a part of the repeating unit represented by the following structure I (isoprene-derived repeating unit) is converted into a repeating unit represented by the following structure II or a repeating unit represented by the structure III, in particular the present invention Since the rearrangement of Structure II into Structure III was prevented in , a halogenated isobutene-isoprene copolymer including a high content of the repeating unit represented by Structure II can be prepared by using the halogenation method of the present invention.

[구조 I][Structure I]

Figure pat00004
Figure pat00004

[구조 II][Structure II]

Figure pat00005
Figure pat00005

[구조 III][Structure III]

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 구조 II 및 구조 III에서,In structure II and structure III above,

X는 할로겐기이다.X is a halogen group.

구체적으로, 본 발명의 할로겐화 방법으로 제조된 할로겐화 이소부텐-이소프렌 공중합체는 하기 구조 II로 표시되는 반복 단위를 0.90 몰% 이상 포함할 수 있고, 0.91 몰% 이상, 0.92 몰% 이상 포함할 수 있다. Specifically, the halogenated isobutene-isoprene copolymer prepared by the halogenation method of the present invention may contain 0.90 mol% or more, 0.91 mol% or more, 0.92 mol% or more, of the repeating unit represented by the following structure II. .

또한, 구조 II로 표시되는 반복 단위 및 구조 III로 표시되는 반복 단위 총 몰수에 대한 구조 II로 표시되는 반복 단위 몰수의 백분율, 즉 구조 II 비율(%)은 91% 초과일 수 있다.Further, the percentage of moles of the repeating unit represented by Structure II, that is, the ratio (%) of Structure II, to the total number of moles of the repeating unit represented by Structure II and the repeating unit represented by Structure III may be greater than 91%.

구조 II 비율(%) = [(구조 II 몰수)/(구조 II 몰수 + 구조 III 몰수)] × 100 Structure II ratio (%) = [(moles of structure II)/(number of moles of structure II + moles of structure III)] × 100

구체적으로, 상기 구조 II 비율(%)은 92% 이상, 93% 이상, 94% 이상, 95% 이상, 97% 이상일 수 있다. 상기 구조 II 비율(%)은 할로겐화된 반복 단위(구조 II 및 구조 III) 대비 구조 II의 비율을 나타낸 것으로, 구조 II로부터 구조 III으로의 구조 재정렬이 억제될 수록 그 값이 높아진다.Specifically, the structure II ratio (%) may be 92% or more, 93% or more, 94% or more, 95% or more, 97% or more. The structure II ratio (%) represents the ratio of structure II to halogenated repeating units (structure II and structure III), and the value increases as the structural rearrangement from structure II to structure III is suppressed.

즉, 상기와 같이 단계 (S2)에서는 이소프렌 유래 반복 단위을 할로겐화하여 구조 II 또는 구조 III로 표시되는 반복 단위로 전환시키는데 이 때 구조 II가 구조 III로 바뀌는 것은 억제되므로, 결국 구조 II를 높은 함량으로 포함하는 할로겐화 이소부텐-이소프렌 공중합체가 제조되는 것이다.That is, as described above, in step (S2), the isoprene-derived repeating unit is converted into a repeating unit represented by Structure II or Structure III by halogenation. A halogenated isobutene-isoprene copolymer is prepared.

본 발명의 이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 방법은 (S3) 염기성 물질과 반응시켜 단계 (S2)에서 생성된 할로겐화수소를 중화하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The halogenation method of the isobutene-isoprene copolymer of the present invention may further include (S3) reacting with a basic material to neutralize the hydrogen halide generated in step (S2).

전술한 바와 같이 단계 (S2)에서는 이소부텐-이소프렌 공중합체가 할로겐화된 후 부산물로 할로겐화수소가 생성되어 수성층에 용해되어 있고 또한 미량이라도 일부 할로겐화수소가 이온화되어 할로겐화 이온 상태로 수성층에 존재한다. 단계 (S3)에서 염기성 물질과 접촉하여 산-염기 반응을 일으킴으로써 할로겐화수소와 할로겐화 이온을 제거할 수 있다. As described above, in step (S2), after the isobutene-isoprene copolymer is halogenated, hydrogen halide is generated as a by-product and dissolved in the aqueous layer. Also, even a trace amount of hydrogen halide is ionized and is present in the aqueous layer as halide ions. In step (S3), hydrogen halide and halide ions may be removed by contacting with a basic material to cause an acid-base reaction.

또한, 상기 염기성 물질은 할로겐화제, 예컨대 브롬 분자와도 반응하기 때문에 할로겐화된 이소부텐-이소프렌 공중합체의 추가 반응을 억제할 수 있으므로, 결과적으로 산성 물질의 중화와 함께 구조 재정렬 또한 억제하는 효과가 있다.In addition, since the basic substance also reacts with a halogenating agent, such as a bromine molecule, it is possible to inhibit the further reaction of the halogenated isobutene-isoprene copolymer, and consequently, there is an effect of inhibiting structural rearrangement along with neutralization of the acidic substance. .

상기 염기성 물질은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 상기 목적을 구현하기에 적절한 물질로서 pH 10 내지 14인 염기성 물질을 사용할 수 있고, 알칼리 금속 수산화물, 알칼리 토금속 수산화물, 알칼리 금속 탄산염, 알칼리 토금속 탄산염 등을 사용할 수 있다. 예컨대, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 이들의 조합 등이 있으나 이에 제한되지 않는다.The basic material is not particularly limited, but a basic material having a pH of 10 to 14 may be used as a material suitable for realizing the above purpose, and alkali metal hydroxide, alkaline earth metal hydroxide, alkali metal carbonate, alkaline earth metal carbonate, etc. may be used. there is. For example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, combinations thereof, and the like, but are not limited thereto.

상기 염기성 물질은 단계 (S2)에서 사용된 할로겐화제 기준 2당량 내지 5당량 사용할 수 있고, 상기 염기성 물질이 할로겐화제 기준 2당량 미만일 경우 충분한 ??칭이 이루어지지 못할 수 있고 할로겐화제 기준 5당량 초과일 경우 필요 이상의 염기성 물질이 투입되므로 반응 공정의 경제성과 효율성이 저하될 수 있다. The basic material may be used in the amount of 2 to 5 equivalents based on the halogenating agent used in step (S2), and when the basic material is less than 2 equivalents based on the halogenating agent, sufficient quenching may not be achieved, and more than 5 equivalents based on the halogenating agent In this case, since more basic material than necessary is added, the economic feasibility and efficiency of the reaction process may be reduced.

본 발명에서, 상기 단계 (S3)의 중화는 10 내지 40 ℃에서 수행될 수 있고, 구체적으로 10 ℃ 이상, 15 ℃ 이상, 20 ℃ 이상, 40 ℃ 이하, 30 ℃ 이하에서 수행될 수 있다.In the present invention, the neutralization of step (S3) may be carried out at 10 to 40 °C, specifically, at 10 °C or higher, 15 °C or higher, 20 °C or higher, 40 °C or lower, 30 °C or lower.

또한, 상기 단계 (S3)의 중화는 3 내지 15분 동안 수행될 수 있고, 구체적으로, 3분 이상, 5분 이상, 15분 이하, 10분 이하 동안 수행될 수 있다. 상기 단계 (S3)의 수행 시간이 3분 미만일 경우 ??칭이 충분히 이루어지지 못하여 독성 물질인 미반응 할로겐화제가 잔류하게 될 수 있다.In addition, the neutralization of step (S3) may be performed for 3 to 15 minutes, specifically, may be performed for 3 minutes or more, 5 minutes or more, 15 minutes or less, and 10 minutes or less. If the execution time of the step (S3) is less than 3 minutes, quenching may not be sufficiently performed, and an unreacted halogenating agent, which is a toxic substance, may remain.

실시예Example

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

실시예 1Example 1

부틸고무 용액 준비를 위해, 부틸고무 0.5 g(이소프렌 함량 = 1.8 mol%), 헥산(n-Hexane) 2.8g, 첨가제로서 메탄올 0.28g(헥산 기준 10 중량%)을 Shaker에 투입하고 12시간 이상 용해시켰다. 이후 혼합 용액을 반응 온도인 40 ℃로 맞춰진 Heating mantle에서 30분간 교반시켰다. 이후 미리 준비한 브롬 용액(헥산 중 20 중량% 용액) 0.17 mL를 투입하여 브롬화 반응을 60초 동안 진행하였다.To prepare the butyl rubber solution, 0.5 g of butyl rubber (isoprene content = 1.8 mol%), 2.8 g of n-Hexane, and 0.28 g of methanol (10% by weight based on hexane) as an additive are put into a shaker and dissolved for more than 12 hours made it Afterwards, the mixed solution was stirred for 30 minutes in a heating mantle set to a reaction temperature of 40 °C. Thereafter, 0.17 mL of a previously prepared bromine solution (20 wt% solution in hexane) was added to carry out the bromination reaction for 60 seconds.

이후, 0.32 mL의 NaOH 수용액(1M)을 투입하여 상온에서 10분간 중화시키고 진공 오븐을 통해 건조하여 브롬화 이소부텐-이소프렌 공중합체를 제조하였다.Then, 0.32 mL of NaOH aqueous solution (1M) was added, neutralized at room temperature for 10 minutes, and dried through a vacuum oven to prepare a brominated isobutene-isoprene copolymer.

실시예 2Example 2

첨가제로서 메탄올 0.28g(헥산 기준 10 중량%) 대신 에탄올 0.28g(헥산 기준 10 중량%)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 브롬화 이소부텐-이소프렌 공중합체를 제조하였다.A brominated isobutene-isoprene copolymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.28 g of ethanol (10% by weight based on hexane) was used as an additive instead of 0.28g of methanol (10% by weight based on hexane).

실시예 3Example 3

첨가제로서 메탄올 0.28g(헥산 기준 10 중량%) 대신 이소프로필알코올 0.28g(헥산 기준 10 중량%)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 브롬화 이소부텐-이소프렌 공중합체를 제조하였다.A brominated isobutene-isoprene copolymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.28 g of isopropyl alcohol (10 wt% based on hexane) was used as an additive instead of 0.28 g of methanol (10 wt% based on hexane).

실시예 4Example 4

첨가제로서 메탄올의 함량을 0.14g(헥산 기준 5 중량%) 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 브롬화 이소부텐-이소프렌 공중합체를 제조하였다.A brominated isobutene-isoprene copolymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.14 g (5 wt% based on hexane) of methanol was used as an additive.

비교예 1Comparative Example 1

첨가제를 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 브롬화 이소부텐-이소프렌 공중합체를 제조하였다.A brominated isobutene-isoprene copolymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that no additives were used.

비교예 2Comparative Example 2

첨가제로서 메탄올 0.28g(헥산 기준 10 중량%) 대신 물 0.28g(헥산 기준 10 중량%)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 브롬화 이소부텐-이소프렌 공중합체를 제조하였다.A brominated isobutene-isoprene copolymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.28 g of water (10% by weight based on hexane) was used as an additive instead of 0.28 g of methanol (10% by weight based on hexane).

비교예 3Comparative Example 3

첨가제로서 메탄올 0.28g(헥산 기준 10 중량%) 대신 물 0.28g(헥산 기준 10 중량%)을 사용하고, NaOH 수용액에 0.28g(헥산 기준 10 중량%) 메탄올을 혼합하여 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 브롬화 이소부텐-이소프렌 공중합체를 제조하였다.As an additive, 0.28 g of water (10% by weight based on hexane) was used instead of 0.28g of methanol (10% by weight based on hexane), and 0.28g (10% by weight based on hexane) of methanol was mixed in NaOH aqueous solution. A brominated isobutene-isoprene copolymer was prepared in the same manner as in Example 1.

비교예 4Comparative Example 4

첨가제로서 메탄올 대신 물을 사용하여 혼합 용액을 준비하였다. 이후 산화제로서 NaOCl을 투입하고(할로겐화제 기준 1당량) 1분 동안 pre-mix를 진행하였고, 이어서 브롬 용액(헥산 중 20 중량% 용액) 0.08 mL를 투입하여 브롬화 반응을 5분 동안 진행하였다.A mixed solution was prepared using water instead of methanol as an additive. Then, NaOCl was added as an oxidizing agent (1 equivalent based on a halogenating agent) and pre-mixed for 1 minute, then 0.08 mL of a bromine solution (20 wt% solution in hexane) was added to carry out the bromination reaction for 5 minutes.

이후, 0.32 mL의 NaOH 수용액(1M)을 투입하여 상온에서 10분간 중화시키고 진공 오븐을 통해 건조하여 브롬화 이소부텐-이소프렌 공중합체를 제조하였다.Then, 0.32 mL of NaOH aqueous solution (1M) was added, neutralized at room temperature for 10 minutes, and dried through a vacuum oven to prepare a brominated isobutene-isoprene copolymer.

실험예 1Experimental Example 1

상기 실시예 및 비교예의 브롬화 이소부텐-이소프렌 공중합체를 대상으로 1H NMR(CDCl3) 분석을 통해 내부 구조의 비율을 계산하였다. The ratio of the internal structure was calculated through 1 H NMR (CDCl 3 ) analysis of the brominated isobutene-isoprene copolymer of the Examples and Comparative Examples.

Figure pat00007
Figure pat00007

(1) 구조 I(이소프렌 반복 단위) 함량(mol%)(1) Structure I (isoprene repeat unit) content (mol%)

- 구조 I 함량(mol%) = [(구조 I 몰수)/(구조 A 몰수 + 구조 I 몰수 + 구조 II 몰수 + 구조 III 몰수)] × 100- Structure I content (mol%) = [(moles of structure I)/( moles of structure A + moles of structure I + moles of structure II + moles of structure III)] × 100

(2) 구조 II 함량(mol%)(2) Structure II content (mol%)

- 구조 II 함량(mol%) = [(구조 II 몰수)/(구조 A 몰수 + 구조 I 몰수 + 구조 II 몰수 + 구조 III 몰수)] × 100- Structure II content (mol%) = [(moles of structure II)/(moles of structure A + moles of structure I + moles of structure II + moles of structure III)] × 100

(3) 구조 III 함량(mol%)(3) Structure III content (mol%)

- 구조 III 함량(mol%) = [(구조 III 몰수)/(구조 A 몰수 + 구조 I 몰수 + 구조 II 몰수 + 구조 III 몰수)] × 100- Structure III content (mol%) = [(moles of structure III)/(moles of structure A + moles of structure I + moles of structure II + moles of structure III)] × 100

(4) 구조 II 비율(%)(4) Structure II ratio (%)

- 구조 II 비율(%) = [(구조 II 몰수)/(구조 II 몰수 + 구조 III 몰수)] × 100- Ratio of structure II (%) = [(moles of structure II)/(number of moles of structure II + moles of structure III)] × 100

구조 I(몰%)Structure I (mol%) 구조 II(몰%)Structure II (mol%) 구조 III(몰%)Structure III (mol%) 구조 II 비율(%)Structure II percentage (%) 실시예 1Example 1 0.550.55 0.950.95 0.020.02 9898 실시예 2Example 2 0.530.53 0.930.93 0.030.03 9797 실시예 3Example 3 0.570.57 0.920.92 0.020.02 9898 실시예 4Example 4 0.580.58 0.920.92 0.020.02 9898 비교예 1Comparative Example 1 0.470.47 0.520.52 0.420.42 5555 비교예 2Comparative Example 2 0.520.52 0.880.88 0.090.09 9191 비교예 3Comparative Example 3 0.490.49 0.890.89 0.090.09 9191 비교예 4Comparative Example 4 1.041.04 0.520.52 0.060.06 9090

상기 결과에서 알 수 있듯, 본 발명의 제조방법에 따라 이소부텐-이소프렌 공중합체를 브롬화시킨 실시예들의 경우, 구조 II의 비율이 더 높은 브롬화 이소부텐-이소프렌 공중합체가 제조되었으며, 이에 따라 우수한 가교 성능을 나타낼 것임을 알 수 있었다.구체적으로, 비교예 1 내지 3의 경우, 브롬화 반응 자체는 실시예와 유사한 수준으로 진행되었지만, 알코올을 사용하지 않은 비교예 1은 구조 재정렬이 발생하여 구조 II 함량이 매우 낮았고, 비교예 2 및 3은 알코올 대신 물을 사용하였기 때문에 브로마이드 이온이 많이 생성되어 구조 재정렬이 실시예 대비 많이 발생하여 구조 II 함량이 낮은 것을 확인하였다. 특히, 비교예 3에서는 브롬화 이후 중화 단계에서 메탄올을 첨가하였지만, 이 경우 메탄올이 구조 재정렬을 방지하지는 못한 것을 알 수 있었다.As can be seen from the above results, in the examples in which the isobutene-isoprene copolymer was brominated according to the preparation method of the present invention, a brominated isobutene-isoprene copolymer having a higher ratio of structure II was prepared, and thus excellent crosslinking Specifically, in Comparative Examples 1 to 3, the bromination reaction itself proceeded at a level similar to that of Example, but in Comparative Example 1 without alcohol, structural rearrangement occurred and the structure II content was lowered. It was very low, and in Comparative Examples 2 and 3, since water was used instead of alcohol, a lot of bromide ions were generated, and structural rearrangement occurred more than in Examples, confirming that the content of structure II was low. In particular, in Comparative Example 3, methanol was added in the neutralization step after bromination, but in this case, it was found that methanol did not prevent structural rearrangement.

또한, 비교예 4는 첨가제로서 물을 사용하면서 HBr 재사용을 위해 산화제를 함께 투입하였는데, 그럼에도 불구하고 구조 II 비율이 실시예보다 낮은 브롬화 이소부텐-이소프렌 공중합체가 제조되었다.In Comparative Example 4, an oxidizing agent was added for reuse of HBr while using water as an additive, but a brominated isobutene-isoprene copolymer having a lower structure II ratio than that of Example was nevertheless prepared.

이와 같이, 알코올 존재 하에 이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 반응을 진행함으로써, 산화제를 사용하지 않으면서도 구조 II의 작용기가 고비율로 함유되어 있는 할로겐화 이소부텐-이소프렌 공중합체를 제조할 수 있다.As described above, by carrying out the halogenation reaction of the isobutene-isoprene copolymer in the presence of alcohol, a halogenated isobutene-isoprene copolymer containing a high proportion of functional groups of Structure II can be prepared without using an oxidizing agent.

Claims (12)

(S1) 이소부텐-이소프렌 공중합체, 탄화수소 용매 및 알코올을 포함하는 혼합 용액을 준비하는 단계; 및
(S2) 상기 혼합 용액을 할로겐화제와 반응시켜 이소부텐-이소프렌 공중합체를 할로겐화하는 단계;를 포함하는 이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 방법.
(S1) preparing a mixed solution containing an isobutene-isoprene copolymer, a hydrocarbon solvent, and an alcohol; and
(S2) halogenating the isobutene-isoprene copolymer by reacting the mixed solution with a halogenating agent;
청구항 1에 있어서,
(S3) 염기성 물질과 반응시켜 단계 (S2)에서 생성된 할로겐화수소를 중화하는 단계;를 더 포함하는 이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 방법.
The method according to claim 1,
(S3) reacting with a basic material to neutralize the hydrogen halide generated in step (S2); isobutene-isoprene copolymer halogenation method further comprising a.
청구항 2에 있어서,
상기 염기성 물질은 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨 및 탄산칼륨으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 방법.
3. The method according to claim 2,
The basic material is at least one selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate and potassium carbonate.
청구항 1에 있어서,
상기 알코올은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필알코올, 1-부탄올, 2-부탄올 및 tert-부탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 방법.
The method according to claim 1,
The alcohol is at least one selected from the group consisting of methanol, ethanol, propanol, isopropyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol and tert-butanol.
청구항 1에 있어서,
상기 이소부텐-이소프렌 공중합체는 혼합 용액 기준 5 내지 25 중량%인 이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 방법.
The method according to claim 1,
The halogenation method of the isobutene-isoprene copolymer is 5 to 25% by weight based on the mixed solution of the isobutene-isoprene copolymer.
청구항 1에 있어서,
상기 알코올은 탄화수소 용매 기준 0.1 내지 20 중량%인 이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 방법.
The method according to claim 1,
The alcohol is 0.1 to 20% by weight based on a hydrocarbon solvent. Halogenation method of the isobutene-isoprene copolymer.
청구항 1에 있어서,
상기 할로겐화제는 이소부텐-이소프렌 공중합체에 함유된 이중결합 1 당량 기준 0.6 내지 1.2 당량인 이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 방법.
The method according to claim 1,
The halogenation method of the isobutene-isoprene copolymer, wherein the halogenating agent is 0.6 to 1.2 equivalents based on 1 equivalent of the double bond contained in the isobutene-isoprene copolymer.
청구항 1에 있어서,
상기 할로겐화제는 브롬 분자(Br2) 또는 염소 분자(Cl2)인 이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 방법.
The method according to claim 1,
The halogenation method of the isobutene-isoprene copolymer, wherein the halogenating agent is a bromine molecule (Br 2 ) or a chlorine molecule (Cl 2 ).
청구항 1에 있어서,
상기 할로겐화는 10 내지 80 ℃에서 수행되는 이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 방법.
The method according to claim 1,
The halogenation is a halogenation method of isobutene-isoprene copolymer is carried out at 10 to 80 ℃.
청구항 1에 있어서,
상기 할로겐화는 10초 내지 60분 동안 수행되는 이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 방법.
The method according to claim 1,
The halogenation method is isobutene-isoprene copolymer is carried out for 10 seconds to 60 minutes.
청구항 1에 있어서,
상기 할로겐화 방법으로 제조된 할로겐화 이소부텐-이소프렌 공중합체는 하기 구조 II로 표시되는 반복 단위를 0.90 몰% 이상 포함하는 이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 방법:
[구조 II]
Figure pat00008

상기 구조 II에서,
X는 할로겐기이다.
The method according to claim 1,
Halogenation method of an isobutene-isoprene copolymer prepared by the halogenation method, wherein the halogenated isobutene-isoprene copolymer contains 0.90 mol% or more of a repeating unit represented by the following structure II:
[Structure II]
Figure pat00008

In structure II,
X is a halogen group.
청구항 1에 있어서,
상기 할로겐화 방법으로 제조된 할로겐화 이소부텐-이소프렌 공중합체는, 하기 구조 II로 표시되는 반복 단위 및 구조 III로 표시되는 반복 단위 총 몰수에 대한 구조 II로 표시되는 반복 단위 몰수의 백분율이 92% 이상인 이소부텐-이소프렌 공중합체의 할로겐화 방법:
[구조 II]
Figure pat00009

[구조 III]
Figure pat00010

상기 구조 II 및 구조 III에서,
X는 할로겐기이다.
The method according to claim 1,
In the halogenated isobutene-isoprene copolymer prepared by the above halogenation method, the percentage of the number of moles of the repeating unit represented by Structure II to the total number of moles of the repeating unit represented by Structure II and Structure III is 92% or more of isopartic acid. Halogenation method of ten-isoprene copolymer:
[Structure II]
Figure pat00009

[Structure III]
Figure pat00010

In structure II and structure III above,
X is a halogen group.
KR1020200120663A 2020-09-18 2020-09-18 Method for halogenating isobutene-isoprene copolymer KR20220037783A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200120663A KR20220037783A (en) 2020-09-18 2020-09-18 Method for halogenating isobutene-isoprene copolymer
JP2022570411A JP7439303B2 (en) 2020-09-18 2021-09-15 Method for halogenating isobutene-isoprene copolymer
EP21869706.8A EP4105244A4 (en) 2020-09-18 2021-09-15 Method for halogenating isobutene-isoprene copolymer
US17/913,325 US20230159673A1 (en) 2020-09-18 2021-09-15 Method for Halogenating Isobutene-Isoprene Copolymer
CN202180026008.3A CN115362183A (en) 2020-09-18 2021-09-15 Process for halogenating isobutylene-isoprene copolymers
PCT/KR2021/012584 WO2022060084A1 (en) 2020-09-18 2021-09-15 Method for halogenating isobutene-isoprene copolymer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200120663A KR20220037783A (en) 2020-09-18 2020-09-18 Method for halogenating isobutene-isoprene copolymer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220037783A true KR20220037783A (en) 2022-03-25

Family

ID=80935463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200120663A KR20220037783A (en) 2020-09-18 2020-09-18 Method for halogenating isobutene-isoprene copolymer

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220037783A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100099125A (en) 2007-10-19 2010-09-10 란세스 인크. Butyl rubber compounds comprising a three component mixed modifier system

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100099125A (en) 2007-10-19 2010-09-10 란세스 인크. Butyl rubber compounds comprising a three component mixed modifier system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013073793A1 (en) Molybdenum-alloy-film and indium-oxide-film etching-solution composition
US5670582A (en) Process for halogenation of isomonoolefin/para-alkylstyrene copolymers
JPH08120144A (en) Fluoroelastomer composition
CN109071952B (en) Crosslinkable polymeric compositions with methyl radical scavengers and articles made therefrom
JP3197068B2 (en) How to crosslink butyl rubber
US4288575A (en) Conjugated diene butyl elastomer copolymer
KR20220037783A (en) Method for halogenating isobutene-isoprene copolymer
EP0648232A1 (en) High purity thiol-ene composition
EP1756198B1 (en) Process of preparing odour-lean polyether polyol
KR20220153246A (en) Method for bromination of isobutene-isoprene copolymer
JP7439303B2 (en) Method for halogenating isobutene-isoprene copolymer
KR101609114B1 (en) Etching composition for patterned metal layer
KR20220037613A (en) Method for bromination of isobutene-isoprene copolymer
JP3391552B2 (en) Packing rubber forming composition for electrolytic capacitors
TWI363079B (en) Flame retardant seal
JPH03100039A (en) Fluoroelastomer composition
JPS62184042A (en) Flame-retardant resin composition
KR20170080401A (en) Non Halogen Flame Retardant Polymer, The Method of Manufacturing the Same and Composition Containing the Same
KR20160041873A (en) Etching composition for patterned metal layer
KR101727672B1 (en) Manufacturing method of composite of butyl rubber with no blooming and excellent grip
US11518828B1 (en) Process for making macromolecular networks
CN115215955B (en) Ethylene-vinyl acetate copolymer and preparation method and application thereof
CN113896995A (en) EPDM and preparation method thereof
KR101845825B1 (en) Crosslinking accelerator agent and composite of rubber for shortened crosslinking time using the same
JPS63286450A (en) Non-halogenated flame-retardant composition for electrical insulation with improved radiation resistance