KR20220085560A - Modified conjugated diene-based polymer, method of preparing thereof and rubber composition comprising the same - Google Patents

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KR20220085560A KR1020200175721A KR20200175721A KR20220085560A KR 20220085560 A KR20220085560 A KR 20220085560A KR 1020200175721 A KR1020200175721 A KR 1020200175721A KR 20200175721 A KR20200175721 A KR 20200175721A KR 20220085560 A KR20220085560 A KR 20220085560A
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신창훈
배일학
이수용
이태희
이홍수
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Abstract

본 발명은 충진제 친화성이 우수한 변성 공액디엔계 중합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고무 조성물에 관한 것으로, 공액디엔계 단량체 유래 반복단위; 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물 유래 작용기를 포함하는 변성 공액디엔계 중합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고무 조성물을 제공한다.The present invention relates to a modified conjugated diene-based polymer having excellent filler affinity, a method for preparing the same, and a rubber composition comprising the same, comprising: a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer; Provided are a modified conjugated diene-based polymer including a functional group derived from a sulfamoylfluoride group-containing compound represented by Formula 1, a method for preparing the same, and a rubber composition including the same.

Description

변성 공액디엔계 중합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 고무 조성물{MODIFIED CONJUGATED DIENE-BASED POLYMER, METHOD OF PREPARING THEREOF AND RUBBER COMPOSITION COMPRISING THE SAME}Modified conjugated diene-based polymer, manufacturing method thereof, and rubber composition comprising the same

본 발명은 충진제 친화성이 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 filler affinity, 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 충진제와의 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 finally 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 사용되고 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 is used by bonding or modifying the chain ends of the formed polymer using various modifiers. 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, 상기 SBR 또는 BR의 중합은 회분식(batch) 또는 연속식 중합에 의해 실시될 수 있는데, 회분식 중합에 의하는 경우, 제조된 중합체의 분자량 분포가 좁아 물성 개선 측면에서 장점이 있으나, 생산성이 낮고, 가공성이 열악한 문제점이 있고, 연속식 중합에 의하는 경우, 중합이 연속적으로 이루어져 생산성이 뛰어나고, 가공성 개선 측면에서 장점이 있으나, 분자량 분포가 넓어 물성이 열악한 문제점이 있다. 이에, SBR 또는 BR 제조 시, 생산성, 가공성 및 물성을 모두 동시에 개선시키기 위한 연구가 지속적으로 요구되고 있는 실정이다.On the other hand, the polymerization of SBR or BR can be carried out by batch or continuous polymerization. In the case of batch polymerization, the molecular weight distribution of the prepared polymer is narrow, which has an advantage in terms of improving physical properties, but the productivity is low and , there is a problem of poor processability, and in the case of continuous polymerization, the polymerization is continuously performed and thus the productivity is excellent, and there are advantages in terms of processability improvement, but there is a problem in that the physical properties are poor because the molecular weight distribution is wide. Accordingly, there is a continuous demand for research to improve all of the productivity, processability, and physical properties at the time of manufacturing SBR or BR.

USUS 43979944397994 AA

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 분자 내 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물 유래 작용기를 포함하여 충진제 친화성이 뛰어나고, 배합 물성이 개선된 변성 공액디엔계 중합체를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and includes a functional group derived from a compound containing a sulfamoyl fluoride group represented by Chemical Formula 1 in the molecule, and has excellent filler affinity and improved compounding properties. It aims to provide a polymer.

또한, 본 발명은 상기 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a method for producing the modified conjugated diene-based polymer.

아울러, 본 발명은 상기 변성 공액디엔계 중합체 및 충진제를 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 and a filler.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 공액디엔계 단량체 유래 반복단위; 및 하기 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물 유래 작용기를 포함하는 변성 공액디엔계 중합체를 제공한다:In order to solve the above problems, the present invention is a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer; And it provides a modified conjugated diene-based polymer comprising a functional group derived from a compound containing a sulfamoyl fluoride group represented by the following formula (1):

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1, R2 및 R4는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 또는 -SO2A(여기에서, A는 F 또는 Cl)이거나, R1 및 R2는 서로 연결되어 N과 함께 탄소수 3 내지 10의 포화 또는 불포화 헤테로고리기를 형성하는 것이거나, 또는 R2 및 R4는 서로 연결되어 N 및 R3와 함께 탄소수 3 내지 10의 헤테로고리기를 형성하는 것이고, R 1 , R 2 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or —SO 2 A (here In, A is F or Cl), or R 1 and R 2 are connected to each other to form a saturated or unsaturated heterocyclic group having 3 to 10 carbon atoms together with N, or R 2 and R 4 are connected to each other to form N and together with R 3 to form a heterocyclic group having 3 to 10 carbon atoms,

R3는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, R 3 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,

a는 0 또는 1이다.a is 0 or 1.

또한, 본 발명은 탄화수소 용매 중에서, 중합 개시제의 존재 하에 공액디엔계 단량체 또는 공액디엔계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체를 중합하여 활성 중합체를 제조하는 단계(S1); 및 상기 활성 중합체와 하기 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물을 반응 또는 커플링시키는 단계(S2)를 포함하는 상기의 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법을 제공한다:In addition, the present invention comprises the steps of preparing an active polymer 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); And it provides a method for producing the modified conjugated diene-based polymer comprising the step (S2) of reacting or coupling the active polymer with a sulfamoylfluoride group-containing compound represented by the following formula (1):

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1, R2 및 R4는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 또는 -SO2A(여기에서, A는 F 또는 Cl)이거나, R1 및 R2는 서로 연결되어 N과 함께 탄소수 3 내지 10의 포화 또는 불포화 헤테로고리기를 형성하는 것이거나, 또는 R2 및 R4는 서로 연결되어 N 및 R3와 함께 탄소수 3 내지 10의 헤테로고리기를 형성하는 것이고, R 1 , R 2 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or —SO 2 A (here In, A is F or Cl), or R 1 and R 2 are connected to each other to form a saturated or unsaturated heterocyclic group having 3 to 10 carbon atoms together with N, or R 2 and R 4 are connected to each other to form N and together with R 3 to form a heterocyclic group having 3 to 10 carbon atoms,

R3는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, R 3 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,

a는 0 또는 1이다.a is 0 or 1.

아울러, 본 발명은 상기 변성 공액디엔계 중합체 및 충진제를 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 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물 유래 작용기를 포함하여 충진제 친화성이 뛰어날 수 있고, 이에 충진제와 배합 시 배합물성이 우수할 수 있다. The modified conjugated diene-based polymer according to the present invention may include a functional group derived from a sulfamoylfluoride group-containing compound represented by Formula 1, and may have excellent filler affinity, and thus may have excellent compounding properties when blended with a filler.

또한, 본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법은 활성 중합체를 제조하고, 상기 활성 중합체를 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물과 반응 또는 커플링시키는 단계를 포함함으로써 상기 술파모일플루오라이드기 함유 화합물 유래 작용기을 중합체 분자 내 용이하게 도입시켜 충진제 친화성이 우수한 변성 공액디엔계 중합체를 용이하게 제조할 수 있다. In addition, the method for producing a modified conjugated diene-based polymer according to the present invention comprises the step of preparing an active polymer, and reacting or coupling the active polymer with a sulfamoylfluoride group-containing compound represented by Formula 1, whereby the sulfamoyl A modified conjugated diene-based polymer having excellent filler affinity can be easily prepared by easily introducing a functional group derived from a fluoride group-containing compound into the polymer molecule.

아울러, 본 발명에 따른 고무 조성물은 상기 변성 공액디엔계 중합체를 포함하여 배합물성이 우수하고, 이에 젖은 노면 저항성 및 회전저항성과 같은 점탄성 특성이 우수할 뿐 아니라 인장특성 및 내마모성이 우수한 효과가 있다.In addition, the rubber composition according to the present invention has excellent compounding properties including the modified conjugated diene-based polymer, and has excellent viscoelastic properties such as wet road resistance and rolling resistance, as well as excellent tensile properties and abrasion resistance.

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 명세서 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 present specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that there is, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

용어의 정의Definition of Terms

본 발명에서 사용하는 용어 '치환'은 작용기, 원자단 또는 화합물의 수소가 특정 치환기로 치환된 것을 의미할 수 있으며, 작용기, 원자단 또는 화합물의 수소가 특정 치환기로 치환되는 경우 작용기, 원자단 또는 화합물 내에 존재하는 수소의 개수에 따라 1개 또는 2개 이상의 복수의 치환기가 존재할 수 있다. 또한, 복수의 치환기가 존재하는 경우에는 각각의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다. The term 'substitution' used in the present invention 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, the functional group, atomic group, or compound is present One or two or more plural substituents may be present depending on the number of hydrogens to be used. In addition, when a plurality of substituents exist, each substituent may be the same as or different from each other.

본 발명에서 사용하는 용어 '알킬기(alkyl group)'는 1가의 지방족 포화 탄화수소를 의미할 수 있으며, 메틸, 에틸, 프로필 및 부틸 등의 선형 알킬기 및 이소프로필(isopropyl), 세크부틸(sec-butyl), 터셔리 부틸(tert-butyl) 및 네오펜틸(neo-pentyl) 등의 분지형 알킬기를 모두 포함할 수 있다. The term 'alkyl group' used in the present invention may mean a monovalent aliphatic saturated hydrocarbon, and linear alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl and butyl, and isopropyl, sec-butyl) , may include all branched alkyl groups such as tert-butyl and neopentyl.

본 발명에서 사용하는 용어 '시클로알킬기(cycloaklyl group)'는 환형의 포화 탄화수소를 의미하는 것일 수 있다. The term 'cycloalkyl group' used in the present invention may mean a cyclic saturated hydrocarbon.

본 발명에서 사용하는 용어 '아릴기(aryl group)'는 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. The term 'aryl group' used in the present invention 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. ) may mean including all of them.

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

본 발명에서 사용하는 용어 '유래 단위' 및 '유래 작용기'는 어떤 물질로부터 기인한 성분, 구조 또는 그 물질 자체를 나타내는 것일 수 있다. The terms 'derived unit' and 'derived functional group' used in the present invention may indicate a component, structure, or substance itself derived from a substance.

변성 공액디엔계 중합체Modified conjugated diene-based polymer

본 발명은 충진제 친화성이 우수하여, 충진제와 배합시 배합 가공성 및 배합물성이 우수한 변성 공액디엔계 중합체를 제공한다. The present invention provides a modified conjugated diene-based polymer having excellent filler affinity, and excellent compounding processability and compounding properties when compounded with a filler.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 공액디엔계 단량체 유래 반복단위; 및 하기 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물 유래 작용기를 포함하는 것을 특징으로 한다. The modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention includes a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer; and a functional group derived from a sulfamoylfluoride group-containing compound represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

R1, R2 및 R4는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 또는 -SO2A(여기에서, A는 F 또는 Cl)이거나, R1 및 R2는 서로 연결되어 N과 함께 탄소수 3 내지 10의 포화 또는 불포화 헤테로고리기를 형성하는 것이거나, 또는 R2 및 R4는 서로 연결되어 N 및 R3와 함께 탄소수 3 내지 10의 헤테로고리기를 형성하는 것이고, R 1 , R 2 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or —SO 2 A (here In, A is F or Cl), or R 1 and R 2 are connected to each other to form a saturated or unsaturated heterocyclic group having 3 to 10 carbon atoms together with N, or R 2 and R 4 are connected to each other to form N and together with R 3 to form a heterocyclic group having 3 to 10 carbon atoms,

R3는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, R 3 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,

a는 0 또는 1이다.a is 0 or 1.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 공액디엔계 단량체 유래 반복단위 및 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물 유래 작용기를 포함하는 것일 수 있고, 여기에서 상기 공액디엔계 단량체 유래 반복단위는 공액디엔계 단량체가 중합 시 이루는 반복 단위를 의미할 수 있고, 상기 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물 유래 작용기는 상기 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 중합체 사슬에 존재하는 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물로부터 유래된 작용기일 수 있고, 상기 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물로부터 유래된 작용기는 중합체 사슬의 적어도 일 말단에 존재할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the modified conjugated diene-based polymer may include a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer and a functional group derived from a sulfamoylfluoride group-containing compound represented by Formula 1, wherein the conjugated diene The repeating unit derived from the monomer-based monomer may mean a repeating unit formed during polymerization of the conjugated diene-based monomer, and the functional group derived from the sulfamoylfluoride group-containing compound represented by Formula 1 above is a polymer comprising a repeating unit derived from the conjugated diene-based monomer. It may be a functional group derived from a sulfamoyl fluoride group-containing compound represented by Formula 1 present in the chain, and a functional group derived from a sulfamoyl fluoride group-containing compound represented by Formula 1 may be present at at least one terminal of the polymer chain. can

또한, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 방향족 비닐계 단량체 유래 반복단위를 더 포함할 수 있고, 이 경우 상기 변성 공액디엔계 중합체는 공액디엔계 단량체 유래 반복단위, 방향족 비닐계 단량체 유래 반복단위 및 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물 유래 작용기를 포함하는 공중합체일 수 있다. 여기에서, 상기 방향족 비닐계 단량체 유래 반복단위는 방향족 비닐계 단량체가 중합시 이루는 반복 단위를 의미할 수 있다. In addition, according to another embodiment of the present invention, the modified conjugated diene-based polymer may further include a repeating unit derived from an aromatic vinyl-based monomer, and in this case, the modified conjugated diene-based polymer is a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer; It may be a copolymer including a repeating unit derived from an aromatic vinyl-based monomer and a functional group derived from a compound having a sulfamoyl fluoride group represented by Formula 1. Here, the repeating unit derived from the aromatic vinyl-based monomer may mean a repeating unit formed during polymerization of the aromatic vinyl-based monomer.

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

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

또 다른 예로, 상기 변성 공액디엔계 중합체는, 상기 공액디엔계 단량체 유래 반복 단위와 함께 탄소수 1 내지 10의 디엔계 단량체 유래 반복 단위를 더 포함하는 공중합체일 수 있다. 상기 디엔계 단량체 유래 반복 단위는 상기 공액디엔계 단량체와는 상이한 디엔계 단량체로부터 유래된 반복 단위일 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 반복 단위를 0 초과 중량% 내지 1 중량%, 0 초과 중량% 내지 0.1 중량%, 0 초과 중량% 내지 0.01 중량%, 또는 0 초과 중량% 내지 0.001 중량%로 포함할 수 있고, 이 범위 내에서 겔 생성을 방지하는 효과가 있다.As another example, the modified conjugated diene-based polymer may be a copolymer further comprising a repeating unit derived from a diene-based monomer having 1 to 10 carbon atoms together with 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 a 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 중합체가 공중합체인 경우 상기 공중합체는 랜덤 공중합체일 수 있고, 이 경우 각 물성 간의 밸런스가 우수한 효과가 있다. 상기 랜덤 공중합체는 공중합체를 이루는 반복 단위가 무질서하게 배열된 것을 의미할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the modified conjugated diene-based polymer is a copolymer, the copolymer may be a random copolymer, and in this case, a good balance between physical properties is obtained. The random copolymer may mean that repeating units constituting the copolymer are disorderly arranged.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 활성 중합체와 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물을 반응시키는 단계를 포함하는 후술하는 제조방법으로 제조된 것으로, 상기 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물이 활성 중합체와 반응할 수 있는 다수의 반응 활성점을 가지고 있음으로써 활성 중합체의 공액디엔계 단량체 유래 반복단위 또는 공액디엔계 단량체 유래 반복단위와 방향족 비닐계 단량체 유래 반복단위로 구성되는 다수의 중합체 사슬 활성 부위와 반응 또는 커플링되어 중합체 내 충진제 친화성 작용기가 용이하게 도입될 수 있고, 결과적으로 충진제 친화성이 뛰어난 특성을 나타낼 수 있다. The modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention is prepared by the manufacturing method described below comprising reacting the active polymer with a sulfamoylfluoride group-containing compound represented by Chemical Formula 1, wherein Since the represented sulfamoylfluoride group-containing compound has a number of reactive active sites capable of reacting with the active polymer, the repeating unit derived from the conjugated diene monomer of the active polymer or the repeating unit derived from the conjugated diene monomer and the aromatic vinyl monomer derived from the active polymer By reacting or coupling with a plurality of polymer chain active sites composed of repeating units, a filler affinity functional group in the polymer can be easily introduced, and as a result, excellent filler affinity properties can be exhibited.

일례로, 상기 화학식 1에서, a는 0이고, R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 2 내지 10의 알케닐기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 또는 -SO2A(여기에서, A는 F 또는 Cl)이거나, R1 및 R2는 서로 연결되어 N과 함께 탄소수 3 내지 6의 불포화 헤테로고리기를 형성하는 것일 수 있다. For example, in Formula 1, a is 0, and R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 6 to 12 carbon atoms. An aryl group, or —SO 2 A (herein, A is F or Cl), or R 1 and R 2 may be connected to each other to form an unsaturated heterocyclic group having 3 to 6 carbon atoms together with N.

다른 일례로, 상기 화학식 1에서, a는 1이고, R1은 -SO2A(여기에서, A는 F 또는 Cl)이고, R2 및 R4는 서로 연결되어 N 및 R3와 함께 탄소수 3 내지 6의 헤테로고리기를 형성하는 것일 수 있다. In another example, in Formula 1, a is 1, R 1 is -SO 2 A (herein, A is F or Cl), R 2 and R 4 are connected to each other to have 3 carbon atoms together with N and R 3 It may be to form a heterocyclic group of 6 to.

또 다른 일례로, 상기 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-5로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다.As another example, the sulfamoylfluoride group-containing compound represented by Formula 1 may be at least one selected from compounds represented by Formulas 1-1 to 1-5 below.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure pat00004
Figure pat00004

[화학식 1-2][Formula 1-2]

Figure pat00005
Figure pat00005

[화학식 1-3][Formula 1-3]

Figure pat00006
Figure pat00006

[화학식 1-4][Formula 1-4]

Figure pat00007
Figure pat00007

[화학식 1-5][Formula 1-5]

Figure pat00008
.
Figure pat00008
.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 겔 투과 크로마토그래피(GPC, Gel permeation chromatography)에 의하여 측정된 중량평균 분자량(Mw)이 300,000 g/mol 내지 3,000,000 g/mol, 400,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol 또는 500,000 내지 1,000,000 g/mol일 수 있고, 이 범위 내에서 상기 변성 공액디엔계 중합체의 내마모성이 우수할 수 있다. In addition, the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention has a weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC) of 300,000 g/mol to 3,000,000 g/mol, 400,000 It may be g/mol to 2,000,000 g/mol or 500,000 to 1,000,000 g/mol, and within this range, the abrasion resistance of the modified conjugated diene-based polymer may be excellent.

한편, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 수평균 분자량(Mn)이 400,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol, 500,000 g/mol 내지 1,500,000 g/mol, 또는 600,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol일 수 있고, 전술한 범위의 수평균분자량 및 중량평균분자량을 가지면서 분자량 분포(PDI; MWD; Mw/Mn)가 1.0 이상 5.0 이하, 또는 1.0 이상 3.0 이하일 수 있고, 이 경우 각 물성 간의 밸런스가 뛰어난 효과가 있다.On the other hand, the modified conjugated diene-based polymer may have a number average molecular weight (Mn) of 400,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, 500,000 g/mol to 1,500,000 g/mol, or 600,000 g/mol to 1,000,000 g/mol, The molecular weight distribution (PDI; MWD; Mw/Mn) may be 1.0 or more and 5.0 or less, or 1.0 or more and 3.0 or less, while having a number average molecular weight and a weight average molecular weight in the above range, and in this case, there is an excellent effect of balance between each physical property .

또 다른 예로, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 100℃에서의 무니 점도가 30 이상, 30 내지 150, 또는 40 내지 140일 수 있다. As another example, the modified conjugated diene-based polymer may have a Mooney viscosity at 100° C. of 30 or more, 30 to 150, or 40 to 140.

전술한 범위의 중량평균 분자량을 가지면서 상기 범위의 무니점도를 가지는 경우, 물성 간의 밸런스가 우수하고 내마모성이 크게 향상될 수 있다.When it has a weight average molecular weight in the above-mentioned range and has a Mooney viscosity in the above range, a balance between physical properties is excellent and abrasion resistance can be greatly improved.

여기에서, 상기 무니점도는 Alpha Technologies 社 MV2000의 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 측정한 것일 수 있다. 또한, 상기 무니 응력 완화율은 무니 점도 측정 후, 토크가 풀리면서 나타나는 무니 점도 변화의 기울기 값을 측정하여 이의 절대값을 무니 응력 완화율(mooney stress relaxation ratio)로 하였다. Here, the Mooney viscosity was 27±3 g after leaving the polymer at room temperature (23±5°C) for 30 minutes or more at 100°C and a rotor speed of 2±0.02 rpm using a large rotor of Alpha Technologies MV2000. It may be measured while taking a sample, filling it in the die cavity, and applying a torque by operating a platen. In addition, after measuring the Mooney viscosity, the Mooney stress relaxation rate was measured by measuring the slope value of the change in Mooney viscosity appearing when the torque was released, and an absolute value thereof was used as the Mooney stress relaxation ratio.

또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 비닐 함량이 5 중량% 이상, 10 중량% 이상, 또는 10 중량% 내지 80 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 80 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 상기의 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 제조방법은 탄화수소 용매 중에서, 중합 개시제의 존재 하에 공액디엔계 단량체 또는 공액디엔계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체를 중합하여 활성 중합체를 제조하는 단계(S1); 및 상기 활성 중합체와 하기 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물을 반응 또는 커플링시키는 단계(S2)를 포함하는 것을 특징으로 한다. The manufacturing method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of preparing an active polymer 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); and reacting or coupling the active polymer with a sulfamoylfluoride group-containing compound represented by Formula 1 below (S2).

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00009
Figure pat00009

상기 화학식 1에서, R1 내지 R4 및 a는 앞에서 정의한 바와 같다. In Formula 1, R 1 to R 4 and a are as defined above.

또한, 상기 공액디엔계 단량체, 방향족 비닐계 단량체 및 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물의 구체적인 설명도 앞에서 설명한 바와 같다. In addition, specific descriptions of the conjugated diene-based monomer, the aromatic vinyl-based monomer, and the sulfamoylfluoride group-containing compound represented by Formula 1 are the same as those 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.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른면, 상기 중합 개시제는 유기금속 화합물일 수 있고, 상기 유기금속 화합물은 특별히 한정하는 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, 시클로헥실리튬, 3,5-디-n-헵틸사이클로헥실리튬, 4-시클로펜틸리튬, 나프틸나트륨, 나프틸칼륨, 리튬알콕사이드, 나트륨알콕사이드, 칼륨알콕사이드, 리튬 술포네이트, 나트륨 술포네이트, 칼륨 술포네이트, 리튬 아미드, 나트륨 아미드, 칼륨아미드 및 리튬 이소프로필아미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다. In addition, according to an embodiment of the present invention, the polymerization initiator may be an organometallic compound, and the organometallic compound is not particularly limited, for example, methyllithium, ethyllithium, propyllithium, isopropyllithium, n- Butyllithium, s-butyllithium, t-butyllithium, hexyllithium, n-decyllithium, t-octyllithium, phenyllithium, 1-naphthyllithium, n-eicosyllithium, 4-butylphenyllithium, 4-tolyl Lithium, cyclohexyl lithium, 3,5-di-n-heptylcyclohexyl lithium, 4-cyclopentyl lithium, naphthyl sodium, naphthyl potassium, lithium alkoxide, sodium alkoxide, potassium alkoxide, lithium sulfonate, sodium sulfonate, It may be at least one selected from the group consisting of potassium sulfonate, lithium amide, sodium amide, potassium amide and lithium isopropylamide.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 중합 개시제는 단량체 100 g 당 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 단량체는 공액디엔계 단량체의 함량 또는 공액디엔계 단량체와 방향족 비닐계 단량체의 합계량을 나타내는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the polymerization initiator may be 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 per 100 g of the monomer. . Here, the monomer may represent the content of the conjugated diene-based monomer or the total amount of the conjugated diene-based monomer and the aromatic vinyl-based monomer.

상기 (S1) 단계의 중합은 일례로 음이온 중합일 수 있고, 구체적인 예로 음이온에 의한 성장 중합 반응에 의해 중합 말단에 음이온 활성 부위를 갖는 리빙 음이온 중합일 수 있다. 또한, 상기 (S1) 단계의 중합은 승온 중합, 등온 중합 또는 정온 중합(단열 중합)일 수 있고, 상기 정온 중합은 중합 개시제를 투입한 이후 임의로 열을 가하지 않고 자체 반응열로 중합시키는 단계를 포함하는 중합방법을 의미할 수 있고, 상기 승온 중합은 상기 중합 개시제를 투입한 이후 임의로 열을 가하여 온도를 증가시키는 중합방법을 의미할 수 있으며, 상기 등온 중합은 상기 중합 개시제를 투입한 이후 열을 가하여 열을 증가시키거나 열을 뺏어 중합물의 온도를 일정하게 유지하는 중합방법을 의미할 수 있다.The polymerization in step (S1) may be, 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, 상기 (S1) 단계의 중합은 회분식 반응(Batch reaction), 연속식 반응(Continuous reaction) 또는 이들을 적절히 조합한 반응을 통해 수행할 수 있다. In addition, the polymerization of step (S1) may be performed through a batch reaction, a continuous reaction, or a reaction combining them appropriately.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S1) 단계의 중합은 상기 공액디엔계 단량체 이외에 탄소수 1 내지 10의 디엔계 화합물을 더 포함하여 실시될 수 있고, 이 경우 장시간 운전 시 반응기 벽면에 겔이 형성되는 것을 방지하는 효과가 있다. 상기 디엔계 화합물은 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, and in this case, it is applied to the reactor wall during long-term operation. It has the effect of preventing the formation of a gel. The diene-based compound may be, for example, 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 중합반응의 중합 전환율을 높이는 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 ℃, this range There is an effect of increasing the polymerization conversion rate of the polymerization reaction within.

상기 (S1) 단계에 의해 제조된 활성 중합체는 중합체 음이온과 유기 금속 양이온이 결합된 중합체를 의미할 수 있다. The active polymer prepared by the step (S1) may refer to a polymer in which a polymer anion and an organometallic cation are bound.

또한, 상기 (S1) 단계의 중합은 극성 첨가제를 포함하여 실시될 수 있고, 상기 극성 첨가제는 단량체 총 100g을 기준으로 0.001g 내지 50g, 0.001g 내지 10g, 또는 0.005g 내지 0.1g의 비율로 첨가할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 극성첨가제는 중합 개시제 총 1 mmol을 기준으로 0.001g 내지 10g, 0.005g 내지 5g, 0.005g 내지 4g의 비율로 첨가할 수 있다.In addition, the polymerization in step (S1) may be carried out including a polar additive, and the polar additive is added in a proportion of 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. can do. 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, 터셔리부톡시에톡시에탄, 비스(2-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, 또는 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 (2-dimethylaminoethyl) ether, (dimethylaminoethyl) ethyl ether, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, N,N,N',N'-tetramethyl It may be at least one selected from the group consisting of ethylenediamine, sodium mentholate, and 2-ethyl tetrahydrofurfuryl ether, preferably 2,2-di (2-tetrahydro furyl) propane, triethylamine, tetramethylethylenediamine, sodium mentholate, or 2-ethyl tetrahydrofurfuryl ether, and when the polar additive is included, a conjugated diene-based In the case of copolymerizing a monomer or a conjugated diene-based monomer and an aromatic vinyl-based monomer, there is an effect of inducing a random copolymer to be easily formed by compensating for a difference in their reaction rate.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S2) 단계의 반응은 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물을 이용한 변성반응 또는 커플링 반응일 수 있고, 이때, 상기 술파모일플루오라이드기 함유 화합물은 단량체 총 100g을 기준으로 0.01 mmol 내지 10 mmol의 양으로 사용할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 술파모일플루오라이드기 함유 화합물은 상기 (S1) 단계의 중합 개시제 1 mol을 기준으로 0.1 mol 내지 10 mol, 0.1 mol 내지 5 mol, 또는 0.1 mol 내지 3 mol로 사용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the reaction in step (S2) may be a denaturation reaction or a coupling reaction using a sulfamoylfluoride group-containing compound represented by Formula 1, in which case, the sulfamoylfluoride group-containing compound The compound 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 sulfamoylfluoride group-containing compound may be used in an amount of 0.1 mol to 10 mol, 0.1 mol to 5 mol, or 0.1 mol to 3 mol based on 1 mol of the polymerization initiator in step (S1).

고무 조성물rubber composition

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

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 충진제를 포함하는 것일 수 있다. 상기 충진제는 일례로 실리카계 충진제일 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 충진제를 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 thereof include wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (silicic anhydride), calcium silicate, aluminum silicate or colloidal silica, and preferably, the effect of improving the breaking 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, ZnO), 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, ZnO), 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. Naphthenic or paraffinic process oils 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 abrasion resistance by a vulcanization process after molding processing. This excellent rubber composition can be obtained.

이에 따라 상기 고무 조성물은 타이어 트레드, 언더 트레드, 사이드 월, 카카스 코팅 고무, 벨트 코팅 고무, 비드 필러, 췌이퍼, 또는 비드 코팅 고무 등의 타이어의 각 부재나, 방진고무, 벨트 컨베이어, 호스 등의 각종 공업용 고무 제품의 제조에 유용할 수 있다.Accordingly, the rubber composition may include each member of the tire, such as a tire tread, under tread, sidewall, carcass coated rubber, belt coated rubber, bead filler, chaff, 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.

또한, 하기 실시예 및 비교예에서 사용된 물질은 특별히 언급한 것을 제외하고는 통상적으로 알려진 제조방법을 참고하여 제조하여 사용하거나, 유통되고 있는 물질을 구입하여 사용하였다.In addition, the materials used in the following Examples and Comparative Examples were prepared and used with reference to conventionally known manufacturing methods, or purchased and used materials in circulation, except for those mentioned in particular.

제조예 1Preparation Example 1

2-넥 둥근바닥 플라스크에 디알릴아민 10 mmol, 4-디메틸아미노피리딘(DMAP) 10 mmol 및 트리에틸아민 20 mmol을 넣고 30 ml의 디클로로메테인(CH2Cl2)를 첨가하고 교반하였다. 이어서, SO2F2가 채워진 풍선을 상기 플라스크의 2-넥에 연결하여 상온(약 25℃)에서 12시간 동안 천천히 흘리면서 교반하였다. 이후, 디클로로메테인 100 ml를 추가 투입하여 플라스크 내 혼합물을 녹인 뒤, 1N HCl로 세척하고, MgSO4로 수분을 제거하였다. 이후, 감압증류 및 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물 6.5 mmol을 제조하였다. 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼을 관찰하여 화합물이 제조되었음을 확인하였다.In a 2-neck round-bottom flask, 10 mmol of diallylamine, 10 mmol of 4-dimethylaminopyridine (DMAP) and 20 mmol of triethylamine were added, and 30 ml of dichloromethane (CH 2 Cl 2 ) was added and stirred. Then, SO 2 F 2 The filled balloon was connected to the 2-neck of the flask and stirred while flowing slowly at room temperature (about 25° C.) for 12 hours. Then, 100 ml of dichloromethane was added to dissolve the mixture in the flask, washed with 1N HCl, and water was removed with MgSO 4 . Then, 6.5 mmol of the compound represented by the following Chemical Formula 1-1 was prepared by purification by vacuum distillation and silica gel column chromatography. 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy was observed to confirm that the compound was prepared.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure pat00010
Figure pat00010

1H NMR (500 MHz, CDCl3): δ = 5.81 (ddtd, J=16.8, 10.2, 6.5, 1.1 Hz, 2H), 5.36-5.28 (m, 4H), 3.94 (d, J=6.3 Hz, 4H). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ = 5.81 (ddtd, J=16.8, 10.2, 6.5, 1.1 Hz, 2H), 5.36-5.28 (m, 4H), 3.94 (d, J=6.3 Hz, 4H) ).

제조예 2Preparation 2

제조예 1에서 디알릴아민 대신 2.5-디히드로-1H-피롤(2,5-dihydro-1H-pyrrole) 10 mmol을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 실시하여 하기 화학식 1-2로 표시되는 화합물 7.1 mmol을 제조하였다. 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼을 관찰하여 화합물이 제조되었음을 확인하였다.It was carried out in the same manner as in Preparation Example 1, except that 10 mmol of 2.5-dihydro-1H-pyrrole (2,5-dihydro-1H-pyrrole) was used instead of diallylamine in Preparation Example 1, and represented by Formula 1-2 7.1 mmol of the compound used were prepared. 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy was observed to confirm that the compound was prepared.

[화학식 1-2][Formula 1-2]

Figure pat00011
Figure pat00011

1H NMR (500 MHz, CDCl3): δ = 5.80-5.70 (m, 2H), 3.28-3.16 (m, 4H). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ = 5.80-5.70 (m, 2H), 3.28-3.16 (m, 4H).

제조예 3Preparation 3

제조예 1에서 디알릴아민 대신 아닐린 10 mmol을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 실시하여 하기 화학식 1-3으로 표시되는 화합물 8.1 mmol을 제조하였다. 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼을 관찰하여 화합물이 제조되었음을 확인하였다.8.1 mmol of a compound represented by Formula 1-3 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that 10 mmol of aniline was used instead of diallylamine in Preparation Example 1. 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy was observed to confirm that the compound was prepared.

[화학식 1-3][Formula 1-3]

Figure pat00012
Figure pat00012

1H NMR (400 MHz, CD3CN): δ = 7.72-7.62 (m). 1 H NMR (400 MHz, CD 3 CN): δ = 7.72-7.62 (m).

제조예 4Preparation 4

제조예 1에서 디알릴아민 대신 피페라진 10 mmol을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일하게 실시하여 하기 화학식 1-4로 표시되는 화합물 8.1 mmol을 제조하였다. 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼을 관찰하여 화합물이 제조되었음을 확인하였다.8.1 mmol of a compound represented by Formula 1-4 was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that 10 mmol of piperazine was used instead of diallylamine in Preparation Example 1. 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy was observed to confirm that the compound was prepared.

[화학식 1-4][Formula 1-4]

Figure pat00013
Figure pat00013

1H NMR (400 MHz, (CD3)2CO): δ = 3.76 (s). 1 H NMR (400 MHz, (CD 3 ) 2 CO): δ = 3.76 (s).

제조예 5Preparation 5

2-넥 둥근바닥 플라스크에 피페라진 10 mmol, 트리에틸아민 11 mmol을 넣고 20 ml의 디클로로메테인(CH2Cl2)를 첨가하고 교반하였다. 온도를 78℃로 맞추고, SO2Cl2 10 mmol가 용해된 디클로로메테인 용액 10 ml를 0℃로 유지되도록 조절하면서 천천히 적가하였다. 투입이 완료된 후, 0℃를 유지하면서 2시간 동안 더 교반하였다. 여기에 차가운 물 40 ml을 투입한 뒤, 유기층을 1N HCl과 물로 세척하고, MgSO4로 수분을 제거하였다. 이를 감암증류하여 1-피페라진술포닐 클로라이드를 제조하였다. In a 2-neck round-bottom flask, 10 mmol of piperazine and 11 mmol of triethylamine were added, and 20 ml of dichloromethane (CH 2 Cl 2 ) was added and stirred. The temperature was adjusted to 78°C, and 10 ml of a dichloromethane solution in which 10 mmol of SO 2 Cl 2 was dissolved was slowly added dropwise while controlling the temperature to be maintained at 0°C. After the addition was completed, stirring was continued for 2 hours while maintaining 0 °C. After adding 40 ml of cold water, the organic layer was washed with 1N HCl and water, and moisture was removed with MgSO 4 . This was subjected to dark distillation to prepare 1-piperazinesulfonyl chloride.

2-넥 둥근바닥 플라스크에 상기 제조된 1-피페라진술포닐 클로라이드 10 mmol, 4-디메틸아미노피리딘(DMAP) 10 mmol 및 트리에틸아민 20 mmol을 넣고 30 ml의 디클로로메테인(CH2Cl2)를 첨가하고 교반하였다. 이어서, SO2F2가 채워진 풍선을 상기 플라스크의 2-넥에 연결하여 상온(약 25℃)에서 12시간 동안 천천히 흘리면서 교반하였다. 이후, 디클로로메테인 100 ml를 추가 투입하여 플라스크 내 혼합물을 녹인 뒤, 1N HCl로 세척하고, MgSO4로 수분을 제거하였다. 이후, 감압증류 및 실리카겔 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물 6.5 mmol을 제조하였다. 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼을 관찰하여 화합물이 제조되었음을 확인하였다.In a 2-neck round-bottom flask, 10 mmol of the prepared 1-piperazinesulfonyl chloride, 10 mmol of 4-dimethylaminopyridine (DMAP) and 20 mmol of triethylamine were placed, and 30 ml of dichloromethane (CH 2 Cl 2 ) was added and stirred. Then, SO 2 F 2 The filled balloon was connected to the 2-neck of the flask and stirred while flowing slowly at room temperature (about 25° C.) for 12 hours. Then, 100 ml of dichloromethane was added to dissolve the mixture in the flask, washed with 1N HCl, and water was removed with MgSO 4 . Then, 6.5 mmol of the compound represented by the following Chemical Formula 1-1 was prepared by purification by vacuum distillation and silica gel column chromatography. 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy was observed to confirm that the compound was prepared.

[화학식 1-5][Formula 1-5]

Figure pat00014
Figure pat00014

1H NMR (500 MHz, CDCl3): δ = 2.95 (m, 4H). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ = 2.95 (m, 4H).

실시예 1Example 1

20 L 오토클레이브 반응기에 스티렌 270 g, 1,3-부타디엔 710 g, n-헥산 5000 g 및 극성첨가제로 2,2-디(2-테트라하이드로퓨릴)프로판 0.70 g을 넣은 후 반응기 내부온도를 50℃로 승온하였다. 반응기 내부온도가 50℃에 도달했을 때, 중합 개시제로 n-부틸리튬 3.0 mmol을 투입하여 단열승온반응을 진행하였다. 60여분 경과 후 1,3-부타디엔 20 g을 투입하여 중합체 사슬 말단을 부타디엔으로 캡핑(capping)하였다. 5분 후, 변성제로 상기 제조예 1에서 제조된 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 투입하여 30분 동안 반응시켰다([act. Li]:[화학식 1-1]=1:1 몰비). 이후 에탄올을 이용하여 중합반응을 정지시키고, 산화방지제인 IR1520(BASF社)가 n-헥산에 0.3 중량%로 녹아있는 용액 45 ml를 첨가하였다. 그 결과 얻어진 중합물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거하여 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다. After putting 270 g of styrene, 710 g of 1,3-butadiene, 5000 g of n-hexane and 0.70 g of 2,2-di(2-tetrahydrofuryl)propane as a polar additive in a 20 L autoclave reactor, the internal temperature of the reactor was increased to 50 The temperature was raised to °C. When the internal temperature of the reactor reached 50° C., 3.0 mmol of n-butyllithium was added as a polymerization initiator to conduct an adiabatic temperature rise reaction. After about 60 minutes, 20 g of 1,3-butadiene was added, and the end of the polymer chain was capped with butadiene. After 5 minutes, the compound represented by Formula 1-1 prepared in Preparation Example 1 was added as a modifier and reacted for 30 minutes ([act. Li]:[Formula 1-1]=1:1 molar ratio). Then, the polymerization reaction was stopped using ethanol, and 45 ml of a solution in which an antioxidant IR1520 (BASF) was dissolved in n-hexane at 0.3 wt% was added. The resulting polymer was put into hot water heated with steam and stirred to remove the solvent to prepare a modified conjugated diene-based polymer.

실시예 2Example 2

실시예 1에서, 제조예 1에서 제조된 화학식 1-1로 표시되는 화합물 대신에 제조예 2에서 제조된 화학식 1-2로 표시되는 화합물을 투입하여 변성반응을 진행한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통해서 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다([act. Li]:[화학식 1-2]=1:1 몰비). In Example 1, the compound represented by Formula 1-2 prepared in Preparation Example 2 was added instead of the compound represented by Formula 1-1 prepared in Preparation Example 1, and the denaturation reaction was performed. A modified conjugated diene-based polymer was prepared through the same method as in 1 ([act. Li]:[Formula 1-2]=1:1 molar ratio).

실시예 3Example 3

실시예 1에서, 제조예 1에서 제조된 화학식 1-1로 표시되는 화합물 대신에 제조예 3에서 제조된 화학식 1-3으로 표시되는 화합물을 투입하여 변성반응을 진행한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통해서 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다([act. Li]:[화학식 1-3]=1:1 몰비).In Example 1, the compound represented by Formula 1-3 prepared in Preparation Example 3 was added instead of the compound represented by Formula 1-1 prepared in Preparation Example 1, and the denaturation reaction was performed. A modified conjugated diene-based polymer was prepared through the same method as in 1 ([act. Li]:[Formula 1-3]=1:1 molar ratio).

실시예 4Example 4

실시예 1에서, 제조예 1에서 제조된 화학식 1-1로 표시되는 화합물 대신에 제조예 4에서 제조된 화학식 1-4로 표시되는 화합물을 투입하여 변성반응을 진행한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통해서 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다([act. Li]:[화학식 1-4]=1:1 몰비).In Example 1, the compound represented by Formula 1-4 prepared in Preparation Example 4 was added instead of the compound represented by Formula 1-1 prepared in Preparation Example 1, and the denaturation reaction was performed. A modified conjugated diene-based polymer was prepared through the same method as in 1 ([act. Li]:[Formula 1-4]=1:1 molar ratio).

실시예 5Example 5

실시예 1에서, 제조예 1에서 제조된 화학식 1-1로 표시되는 화합물 대신에 제조예 5에서 제조된 화학식 1-5로 표시되는 화합물을 투입하여 변성반응을 진행한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통해서 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다([act. Li]:[화학식 1-5]=1:1 몰비).In Example 1, the compound represented by Formula 1-5 prepared in Preparation Example 5 was added instead of the compound represented by Formula 1-1 prepared in Preparation Example 1, and the denaturation reaction was performed. A modified conjugated diene-based polymer was prepared through the same method as in 1 ([act. Li]:[Formula 1-5]=1:1 molar ratio).

비교예 1Comparative Example 1

20 L 오토클레이브 반응기에 스티렌 270 g, 1,3-부타디엔 730 g, n-헥산 5000 g 및 극성첨가제로 2,2-디(2-테트라하이드로퓨릴)프로판 0.70 g을 넣은 후 반응기 내부온도를 50℃로 승온하였다. 반응기 내부온도가 50℃에 도달했을 때, 중합 개시제로 n-부틸리튬 2.1 mmol을 투입하여 60분 동안 단열승온반응을 진행하였다. 이후 에탄올을 이용하여 중합반응을 정지시키고, 산화방지제인 IR1520(BASF社)가 n-헥산에 0.3 중량%로 녹아있는 용액 45 ml를 첨가하였다. 그 결과 얻어진 중합물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거하여 미변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다.After putting 270 g of styrene, 730 g of 1,3-butadiene, 5000 g of n-hexane and 0.70 g of 2,2-di(2-tetrahydrofuryl)propane as a polar additive in a 20 L autoclave reactor, the internal temperature of the reactor was increased to 50 The temperature was raised to °C. When the internal temperature of the reactor reached 50° C., 2.1 mmol of n-butyllithium was added as a polymerization initiator to conduct adiabatic temperature increase for 60 minutes. Then, the polymerization reaction was stopped using ethanol, and 45 ml of a solution in which an antioxidant IR1520 (BASF) was dissolved in n-hexane at 0.3 wt% was added. The resulting polymer was put into hot water heated with steam and stirred to remove the solvent to prepare an unmodified conjugated diene-based polymer.

비교예 2Comparative Example 2

실시예 1에서, 변성제로 제조예 1에서 제조된 화학식 1-1로 표시되는 화합물 대신에 N-메틸-3-(트리에톡시실릴)-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)프로판-1-아민(N-methyl-3-(triethoxysilyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)propan-1-amine)을 투입하여 변성반응을 진행한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 통해서 변성 공액디엔계 중합체를 제조하였다([act. Li]:[변성제]=1:1 몰비).In Example 1, N-methyl-3-(triethoxysilyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)propane instead of the compound represented by Formula 1-1 prepared in Preparation Example 1 as a modifier The same method as in Example 1, except that -1-amine (N-methyl-3-(triethoxysilyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)propan-1-amine) was added to carry out the denaturation reaction A modified conjugated diene-based polymer was prepared through ([act. Li]:[modifier]=1:1 molar ratio).

실험예 1Experimental Example 1

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각 변성 또는 미변성 공액디엔계 중합체에 대하여 각각 중합체 내 스티렌 단위 함량 및 비닐 함량과 중량평균분자량(Mw, X103 g/mol), 분자량 분포(PDI, MWD), 무니점도 및 무니 응력 완화율을 각각 측정하였다. 결과를 하기 표 1에 나타내었다. For each modified or unmodified conjugated diene-based polymer prepared in Examples and Comparative Examples, styrene unit content and vinyl content, weight average molecular weight (Mw, X10 3 g/mol), molecular weight distribution (PDI, MWD) in the polymer, respectively , Mooney viscosity and Mooney stress relaxation rate were measured, respectively. 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. 시료는 1 ml의 1,1,2,2-테트라클로로에탄에 중합체 10 mg을 용해시켜 준비하였다.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. A sample was prepared by dissolving 10 mg of a polymer in 1 ml of 1,1,2,2-tetrachloroethane.

2) 중량평균분자량(Mw, X102) Weight average molecular weight (Mw, X10) 33 g/mol), 분자량 분포(PDI, MWD) g/mol), molecular weight distribution (PDI, MWD)

GPC(Gel permeation Chromatography)(PL GPC220, Agilent Technologies)로 하기의 조건에서 중량평균분자량(Mw), 수평균분자량(Mn)을 측정하고, 분자량 분포(PDI, MWD, Mw/Mn)는 측정된 상기 각 분자량으로부터 계산하였다. GPC (Gel permeation Chromatography) (PL GPC220, Agilent Technologies) was used to measure the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) under the following conditions, and the molecular weight distribution (PDI, MWD, Mw / Mn) was measured Calculated from each molecular weight.

- 컬럼: PLgel Olexis(Polymer Laboratories 社) 컬럼 두 자루와 PLgel mixed-C(Polymer Laboratories 社) 컬럼 한 자루를 조합하여 사용- Column: A combination of two PLgel Olexis (Polymer Laboratories) columns and one PLgel mixed-C (Polymer Laboratories) column is used.

- 용매: 테트라하이드로퓨란에 2 중량%의 아민 화합물 혼합 사용- Solvent: tetrahydrofuran is mixed with 2 wt% of an amine compound

- 유량: 1 ml/min- Flow rate: 1 ml/min

- 시료농도: 1~2 mg/ml (40℃에서, THF에 30분동안 희석)- Sample concentration: 1~2 mg/ml (at 40℃, diluted in THF for 30 minutes)

- 주입량: 100 ㎕- Injection volume: 100 μl

- 컬럼온도: 40℃- Column temperature: 40℃

- 검출기: Refractive index- Detector: Refractive index

- 기준물질: Polystyrene (3차 함수로 보정)- Reference material: Polystyrene (corrected by cubic function)

3) 무니점도 및 무니응력 완화율(-S/R)3) Mooney viscosity and Mooney stress relaxation rate (-S/R)

Alpha Technologies 社 MV2000의 Large Rotor를 사용하여 100℃ 및 Rotor Speed 2±0.02 rpm의 조건에서, 중합체를 실온(23±3℃)에서 30분이상 방치한 후 27±3 g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 플래턴(platen)을 작동시켜 토크(torque)를 인가하면서 무니 점도를 측정하였다. 또한, 토크가 풀리면서 나타나는 무니 점도 변화의 기울기 값을 측정하여 이의 절대값을 무니 응력 완화율(mooney stress relaxation ratio)로 하였다.Using a Large Rotor of Alpha Technologies MV2000, at 100°C and a rotor speed of 2±0.02 rpm, the polymer was left at room temperature (23±3°C) for more than 30 minutes, and then 27±3 g was collected and placed inside the die cavity. After filling, the Mooney viscosity was measured while applying a torque by operating a platen. In addition, the slope value of the change in Mooney viscosity appearing as the torque is released was measured, and the absolute value thereof was used as the Mooney stress relaxation ratio.

구분division 실시예Example 비교예comparative example 1One 22 33 44 55 1One 22 NMR
(중량%)
NMR
(weight%)
SMSM 27.527.5 27.427.4 27.527.5 27.127.1 27.327.3 26.926.9 27.427.4
VinylVinyl 45.445.4 45.145.1 45.645.6 45.345.3 45.445.4 44.844.8 45.745.7 GPCGPC Mw(X103 g/mol)Mw (X10 3 g/mol) 91.691.6 90.590.5 89.789.7 90.890.8 89.189.1 86.286.2 107.1107.1 PDIPDI 2.192.19 2.002.00 1.861.86 1.951.95 1.831.83 1.621.62 2.022.02 무니점도Mooney viscosity 9292 8989 9090 9090 9191 8484 8888 무니응력 완화율Mooney stress relaxation rate 0.6160.616 0.6520.652 0.6890.689 0.6710.671 0.6690.669 0.7100.710 0.6380.638

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 5의 변성 공액디엔계 중합체는 비교예 1의 미변성 공액디엔계 중합체 대비 중량평균 분자량이 증가하고 무니응력 완화율이 감소한 것을 확인하였다. As shown in Table 1, it was confirmed that the modified conjugated diene-based polymers of Examples 1 to 5 increased the weight average molecular weight and decreased the Mooney stress relaxation rate compared to the unmodified conjugated diene-based polymer of Comparative Example 1.

일반적으로, 중합체에 있어서 분지도가 높을수록 무니응력 완화율은 감소하는 경향이 있다. In general, the higher the degree of branching in a polymer, the lower the Mooney stress relaxation rate tends to be.

이러한 결과로부터, 실시예 1 내지 실시예 5의 변성 공액디엔계 중합체의 분지가 증가한 것을 확인할 수 있고, 이를 통해 본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물로 변성되었음을 확인할 수 있다.From these results, it can be confirmed that the branching of the modified conjugated diene-based polymers of Examples 1 to 5 is increased, and through this, the modified conjugated diene-based polymer according to the present invention is a sulfamoylfluoride group-containing compound represented by Formula 1 It can be confirmed that it has been transformed into

실험예 2Experimental Example 2

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각 변성 또는 미변성 공액디엔계 공중합체를 포함하는 고무 조성물 및 이로부터 제조된 성형품의 물성을 비교분석하기 위하여, 인장특성, 점탄성 특성을 각각 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. In order to comparatively analyze the physical properties of the rubber composition containing each modified or unmodified conjugated diene-based copolymer prepared in Examples and Comparative Examples and molded articles prepared therefrom, tensile properties and viscoelastic properties were measured respectively and the results were obtained. It is shown in Table 3 below.

1) 고무 시편의 제조1) Preparation of rubber specimens

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

구분division 원료Raw material 함량(중량부)Content (parts by weight) 제1단 혼련1st stage kneading 고무rubber 100100 실리카silica 7070 커플링제(X50S)Coupling agent (X50S) 11.211.2 공정유fair oil 2525 아연화제Zincizing agent 33 스테아르산stearic acid 22 산화 방지제antioxidant 22 노화 방지제anti-aging agent 22 왁스wax 1One 고무 촉진제rubber accelerator 1.751.75 제2단 혼련2nd stage kneading sulfur 1.51.5 가황촉진제vulcanization accelerator 22

구체적으로 상기 고무시편은 제1단 혼련 및 제2단 혼련을 통해 혼련된다. 제1단 혼련에서는 온도제어장치를 부속한 반바리 믹서를 사용하여 원료 고무, 실리카(충진제), 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), 왁스(Microcrystaline Wax) 및 고무촉진제(DPG(디페닐구아니딘))를 혼련하였다. 이때, 혼련기의 초기 온도를 70℃로 제어하고, 배합 완료 후 150℃의 배출온도에서 1차 배합물을 얻었다. 제2단 혼련에서는 상기 1차 배합물을 실온까지 냉각한 후, 혼련기에 1차 배합물, 황 및 가황촉진제(CZ(N-시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드))를 가하고, 100℃ 이하의 온도에서 믹싱하여 2차 배합물을 얻었다. 이후, 150℃에서 20분간 큐어링 공정을 거쳐 고무시편을 제조하였다.Specifically, the rubber specimen is kneaded through the first stage kneading and the second stage kneading. In the first stage kneading, raw rubber, silica (filler), organosilane coupling agent (X50S, Evonik), process oil (TDAE oil), zinc oxide (ZnO), stearic acid is used using a Banbari mixer with a temperature control device. , antioxidant (TMQ(RD) (2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline polymer), antioxidant (6PPD ((dimethylbutyl)-N-phenyl-phenylenediamine), wax (Microcrystaline Wax) ) and a rubber accelerator (DPG (diphenylguanidine)) were kneaded. At this time, the initial temperature of the kneader was controlled to 70° C., and after the mixing was completed, the first mixture was obtained at a discharge temperature of 150° C. In the second stage kneading After cooling the first blend to room temperature, the first blend, sulfur and a vulcanization accelerator (CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide)) were added to a kneader, and mixed at a temperature of 100° C. or less to 2 A tea blend was obtained, and then, a rubber specimen was prepared through a curing process at 150° C. for 20 minutes.

2) 내마모성(DIN 마모시험)2) Wear resistance (DIN wear test)

각 고무시편에 대하여, ASTM D5963에 준하여 DIN 마모시험을 진행하고, DIN loss index(손실부피지수(loss volume index): ARIA(Abration resistance index, Method A)로 나타내었다. 표 3에서 결과값은 비교예 1을 기준으로 index로 나타낸 것이며, 수치가 높을수록 우수함을 나타낸다.For each rubber specimen, a DIN abrasion test was performed according to ASTM D5963, and it was shown as DIN loss index (loss volume index): ARIA (Abration resistance index, Method A). In Table 3, the results are compared It is shown as an index based on Example 1, and the higher the number, the better.

3) 점탄성 특성3) Viscoelastic properties

점탄성 특성은 동적 기계 분석기(GABO 社)를 이용하여 Film Tension 모드로 주파수 10 Hz, 각 측정온도(-60℃~60℃)에서 동적 변형에 대한 점탄성 거동을 측정하여 tan δ값을 확인하였다. 측정 결과값에서 저온 0℃ tan 값이 높은 것일 수록 젖은 노면저항성이 우수하고, 고온 60℃ tan δ 값이 낮은 것일 수록 히스테리시스 손실이 적고, 회전저항특성(연비성)이 우수함을 나타내는 것이나, 표 3에서 결과값은 비교예 1을 기준으로 index로 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 value, the better the wet road resistance. Since the result value is expressed as an index based on Comparative Example 1, the higher the numerical value, the better.

구분division 실시예Example 비교예comparative example 1One 22 33 44 55 1One 22 내마모성wear resistance 105105 106106 105105 107107 104104 100100 103103 점탄성 특성
(Index, %)
Viscoelastic properties
(Index, %)
tan δ
(at 0℃)
tan δ
(at 0°C)
101101 100100 102102 101101 100100 100100 102102
tan δ
(at 60℃)
tan δ
(at 60℃)
107107 106106 109109 113113 109109 100100 103103

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 5는 비교예 1 및 비교예 2 대비 내마모성 및 점탄성 특성이 전반적으로 우수한 것을 확인하였다. As shown in Table 3, it was confirmed that Examples 1 to 5 were generally excellent in abrasion resistance and viscoelastic properties compared to Comparative Examples 1 and 2.

특히, 실시예 1 내지 실시예 5는 비교예 2 대비 동등 수준의 젖은 노면 저항성(0℃ tan δ)을 나타내면서 내마모성이 개선되고 회전저항특성(60℃ tan δ)에서 3%~10% 크게 향상되는 효과를 나타내었다. In particular, Examples 1 to 5 exhibited an equivalent level of wet road resistance (0°C tan δ) compared to Comparative Example 2, while improving abrasion resistance and significantly improved by 3% to 10% in rolling resistance characteristics (60°C tan δ) effect was shown.

이를 통해 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물로 변성되어 상기 화합물 유래 작용기를 포함하는 변성 공액디엔계 중합체가 다른 변성제로 변성된 변성 공액디엔계 중합체보다 내마모성 및 점탄성 특성에 우수한 효과가 있음을 확인할 수 있다.Through this, the modified conjugated diene-based polymer modified with a sulfamoylfluoride group-containing compound represented by Formula 1 according to the present invention and containing a functional group derived from the compound has better wear resistance and viscoelastic properties than the modified conjugated diene-based polymer modified with other modifiers. It can be seen that there is an excellent effect.

Claims (14)

공액디엔계 단량체 유래 반복단위; 및
하기 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물 유래 작용기를 포함하는 변성 공액디엔계 중합체:
[화학식 1]
Figure pat00015

상기 화학식 1에서,
R1, R2 및 R4는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 또는 -SO2A(여기에서, A는 F 또는 Cl)이거나, R1 및 R2는 서로 연결되어 N과 함께 탄소수 3 내지 10의 포화 또는 불포화 헤테로고리기를 형성하는 것이거나, 또는 R2 및 R4는 서로 연결되어 N 및 R3와 함께 탄소수 3 내지 10의 헤테로고리기를 형성하는 것이고,
R3는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
a는 0 또는 1이다.
a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer; and
A modified conjugated diene-based polymer comprising a functional group derived from a sulfamoylfluoride group-containing compound represented by the following formula (1):
[Formula 1]
Figure pat00015

In Formula 1,
R 1 , R 2 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or —SO 2 A (here In , A is F or Cl), R 1 and R 2 are connected to each other to form a saturated or unsaturated heterocyclic group having 3 to 10 carbon atoms together with N, or R 2 and R 4 are connected to each other to form N and together with R 3 to form a C 3 to C 10 heterocyclic group,
R 3 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
a is 0 or 1.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1에서,
a는 0이고,
R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 2 내지 10의 알케닐기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 또는 -SO2A(여기에서, A는 F 또는 Cl)이거나, R1 및 R2는 서로 연결되어 N과 함께 탄소수 3 내지 6의 불포화 헤테로고리기를 형성하는 것인 변성 공액디엔계 중합체.
According to claim 1,
In Formula 1,
a is 0,
R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or —SO 2 A (here, A is F or Cl), or R 1 and R 2 are linked to each other to form an unsaturated heterocyclic group having 3 to 6 carbon atoms together with N. A modified conjugated diene-based polymer.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1에서,
a는 1이고,
R1은 -SO2A(여기에서, A는 F 또는 Cl)이고,
R2 및 R4는 서로 연결되어 N 및 R3와 함께 탄소수 3 내지 6의 헤테로고리기를 형성하는 것인 변성 공액디엔계 중합체.
According to claim 1,
In Formula 1,
a is 1,
R 1 is —SO 2 A (wherein A is F or Cl),
R 2 and R 4 are linked to each other to form a C 3 to C 6 heterocyclic group together with N and R 3 A modified conjugated diene-based polymer.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-5로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상인 것인 변성 공액디엔계 중합체:
[화학식 1-1]
Figure pat00016

[화학식 1-2]
Figure pat00017

[화학식 1-3]
Figure pat00018

[화학식 1-4]
Figure pat00019

[화학식 1-5]
Figure pat00020
.
According to claim 1,
The sulfamoylfluoride group-containing compound represented by Formula 1 is a modified conjugated diene-based polymer that is at least one selected from compounds represented by Formulas 1-1 to 1-5 below:
[Formula 1-1]
Figure pat00016

[Formula 1-2]
Figure pat00017

[Formula 1-3]
Figure pat00018

[Formula 1-4]
Figure pat00019

[Formula 1-5]
Figure pat00020
.
제1항에 있어서,
방향족 비닐계 단량체 유래 반복단위를 더 포함하는 것인 변성 공액디엔계 중합체.
According to claim 1,
A modified conjugated diene-based polymer further comprising a repeating unit derived from an aromatic vinyl-based monomer.
제1항에 있어서,
100℃에서 측정한 무니점도가 30 내지 150인 변성 공액디엔계 중합체.
According to claim 1,
A modified conjugated diene-based polymer having a Mooney viscosity of 30 to 150 measured at 100°C.
제1항에 있어서,
중량평균 분자량이 300,000 g/mol 내지 3,000,000 g/mol이고, 분자량 분포가 1.0 내지 5.0인 것인 변성 공액디엔계 중합체.
According to claim 1,
A modified conjugated diene-based polymer having a weight average molecular weight of 300,000 g/mol to 3,000,000 g/mol, and a molecular weight distribution of 1.0 to 5.0.
탄화수소 용매 중에서, 중합 개시제의 존재 하에 공액디엔계 단량체 또는 공액디엔계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체를 중합하여 활성 중합체를 제조하는 단계(S1); 및
상기 활성 중합체와 하기 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물을 반응 또는 커플링시키는 단계(S2)를 포함하는 제1항의 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법:
[화학식 1]
Figure pat00021

상기 화학식 1에서,
R1, R2 및 R4는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 또는 -SO2A(여기에서, A는 F 또는 Cl)이거나, R1 및 R2는 서로 연결되어 N과 함께 탄소수 3 내지 10의 포화 또는 불포화 헤테로고리기를 형성하는 것이거나, 또는 R2 및 R4는 서로 연결되어 N 및 R3와 함께 탄소수 3 내지 10의 헤테로고리기를 형성하는 것이고,
R3는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
a는 0 또는 1이다.
preparing an active polymer 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); and
A method for producing the modified conjugated diene-based polymer of claim 1, comprising the step (S2) of reacting or coupling the active polymer with a sulfamoylfluoride group-containing compound represented by the following formula (1):
[Formula 1]
Figure pat00021

In Formula 1,
R 1 , R 2 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or —SO 2 A (here In , A is F or Cl), R 1 and R 2 are connected to each other to form a saturated or unsaturated heterocyclic group having 3 to 10 carbon atoms together with N, or R 2 and R 4 are connected to each other to form N and together with R 3 to form a C 3 to C 10 heterocyclic group,
R 3 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,
a is 0 or 1.
제8항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-5로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1종 이상인 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법:
[화학식 1-1]
Figure pat00022

[화학식 1-2]
Figure pat00023

[화학식 1-3]
Figure pat00024

[화학식 1-4]
Figure pat00025

[화학식 1-5]
Figure pat00026
.
9. The method of claim 8,
The sulfamoylfluoride group-containing compound represented by Formula 1 is at least one selected from compounds represented by Formulas 1-1 to 1-5.
[Formula 1-1]
Figure pat00022

[Formula 1-2]
Figure pat00023

[Formula 1-3]
Figure pat00024

[Formula 1-4]
Figure pat00025

[Formula 1-5]
Figure pat00026
.
제8항에 있어서,
상기 중합 개시제는 단량체 100 g 당 0.01 mmol 내지 10 mmol로 사용하는 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The polymerization initiator is a method for producing a modified conjugated diene-based polymer is used in an amount of 0.01 to 10 mmol per 100 g of the monomer.
제8항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 술파모일플루오라이드기 함유 화합물은 중합 개시제 1 mol을 기준으로 0.1 mol 내지 10 mol로 사용하는 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The sulfamoylfluoride group-containing compound represented by Formula 1 is used in an amount of 0.1 mol to 10 mol based on 1 mol of the polymerization initiator.
제8항에 있어서,
상기 (S1) 단계의 중합은 극성 첨가제를 더 사용하여 수행하는 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법.
9. The method of claim 8,
The polymerization of the step (S1) is a method for producing a modified conjugated diene-based polymer to be carried out by further using a polar additive.
제1항의 변성 공액디엔계 중합체 및 충진제를 포함하는 고무 조성물.
A rubber composition comprising the modified conjugated diene-based polymer of claim 1 and a filler.
제13항에 있어서,
상기 변성 공액디엔계 중합체 100 중량부를 기준으로 0.1 중량부 내지 200 중량부의 충진제를 포함하는 것인 고무 조성물.
14. The method of claim 13,
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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