KR20220096708A - Styrene-butadiene rubber and Butadiene rubber mixed wetmasterbastch and Method for Preparing the Same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스티렌 부타디엔 고무 및 부타디엔 고무 혼합 웨트 마스터 배치 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a wet master batch composition mixed with styrene butadiene rubber and butadiene rubber, and a method for preparing the same.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다.Background to the present disclosure is provided herein, which does not necessarily imply known art.
최근 전기 자동차와 같은 친환경 자동차가 부각을 받으면서, 타이어는 긴 주행거리를 확보하기 위해 구름저항을 감소시키면서, 가속 초기에 전기 동력원으로부터 쏟아지는 고토크 및 배터리 하중으로 인해 발생되는 마모를 방지하기 위한 내마모 성능 개선이 요구되고 있다. 타이어는 노면과의 마찰력을 이용하여 자동차를 정지시키는 제동력도 요구되고 있다.Recently, as eco-friendly vehicles such as electric vehicles are in the spotlight, tires reduce rolling resistance to secure a long mileage and wear resistance to prevent abrasion caused by high torque and battery load pouring from the electric power source at the beginning of acceleration. Performance improvement is required. Tires also require braking force to stop the vehicle by using friction with the road surface.
타이어에서 제동력과 구름저항은 서로 상반되는 경향을 갖기 때문에 하나의 성능을 택하다 보면 다른 하나의 성능은 불리해지는 트레이드-오프가 발생되고, 내마모 성능도 이에 영향을 받고 있다. Since braking force and rolling resistance in a tire have opposite tendencies, if one performance is selected, a trade-off occurs in which the performance of the other is disadvantageous, and the wear resistance performance is also affected by this.
이에, 타이어의 높은 퍼포먼스를 구현하기 위해 타이어 트레드를 개선하는 기술이 지속적으로 개발되고 있으며, 젖은 노면에서의 제동력, 구름 저항, 내마모성을 효과적으로 개선하기 위한 다양한 기술 개발이 이루어지고 있다. Accordingly, technologies for improving tire treads are continuously being developed to realize high performance of tires, and various technologies are being developed to effectively improve braking force, rolling resistance, and abrasion resistance on a wet road surface.
한국등록특허 제2070987호는 SBR 및 BR의 혼합용액에 폴리에테르아민으로 수식화하여 소수화한 둥지 실리카를 넣어 습식 마스터 배치 방법으로 SBR/BR-실리카의 복합체를 얻고 여기에 Si-69 및 2-에틸헥산산아연염을 첨가한 것으로, 카본 블랙 대신 실리카 성분이 포함되어도 물성 저하를 방지하는 것이나, BR의 사용량이 제한되어 있음에 따라 내마모성 개선이 여전히 요구되고 있다. Korea Patent No. 2070987 discloses that a composite of SBR/BR-silica is obtained by wet masterbatch method by adding hydrophobized nest silica by polyetheramine to a mixed solution of SBR and BR, and Si-69 and 2-ethylhexane The addition of zinc acid salt prevents deterioration of physical properties even when a silica component is included instead of carbon black. However, as the amount of BR used is limited, improvement in abrasion resistance is still required.
이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위해 노력한 결과, 용액중합 스티렌-부타디엔 고무 및 용액중합 부타디엔 고무를 1:1~5:1 함량비로 포함하는 고무 100중량부에, 무기 충진제를 20 내지 200 중량부를 포함하는 스티렌 부타디엔 고무 및 부타디엔 고무 혼합 웨트 마스터 배치 조성물을 타이어에 적용 시 내마모성이 향상됨을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다. Accordingly, the present inventors have made efforts to solve the above problems, and as a result, an inorganic filler is added to 100 parts by weight of a rubber containing a solution-polymerized styrene-butadiene rubber and a solution-polymerized butadiene rubber in a 1:1-5:1 content ratio, and 20 to 200 parts by weight of an inorganic filler. It was confirmed that abrasion resistance was improved when a wet master batch composition containing a styrene butadiene rubber and a butadiene rubber mixed wet master batch composition was applied to a tire, and thus the present invention was completed.
본 발명의 목적은 타이어에 적용시 내마모성을 향상시킬 수 있는 스티렌 부타디엔 고무 및 부타디엔 고무 혼합 웨트 마스터 배치 조성물, 이의 제조방법을 제공하는데 있다. An object of the present invention is to provide a wet master batch composition of styrene-butadiene rubber and butadiene rubber that can improve abrasion resistance when applied to a tire, and a method for preparing the same.
본 발명은 바람직한 일 구현예로서, 용액중합 스티렌-부타디엔 고무 및 용액중합 부타디엔 고무를 1:1~5:1 함량비로 포함하는 고무 100중량부 대비 무기 충진제를 20 내지 200 중량부로 포함하는 스티렌 부타디엔 고무 및 부타디엔 고무 혼합 웨트 마스터 배치 조성물을 제공한다. As a preferred embodiment, the present invention provides a styrene-butadiene rubber containing 20 to 200 parts by weight of an inorganic filler relative to 100 parts by weight of a rubber containing a solution-polymerized styrene-butadiene rubber and a solution-polymerized butadiene rubber in a content ratio of 1:1-5:1. and a butadiene rubber mixed wet master batch composition.
상기 용액중합 스티렌-부타디엔 고무는 스티렌 함량이 5 중량% 내지 50 중량%로 포함할 수 있다. The solution-polymerized styrene-butadiene rubber may include a styrene content of 5 wt% to 50 wt%.
상기 용액중합 스티렌 고무는 cis-1,4 구조를 50 중량% 내지 95 중량%로 포함할 수 있다. The solution-polymerized styrene rubber may include a cis-1,4 structure in an amount of 50 wt% to 95 wt%.
상기 무기 충진제는 하나의 분자에 2종 이상의 관능기를 가지는 실란으로 표면처리한 실리카인 것일 수 있다. The inorganic filler may be silica surface-treated with silane having two or more functional groups in one molecule.
본 발명은 바람직한 다른 일 구현예로서, (a) 용액중합 스티렌-부타디엔 고무 및 용액중합 부타디엔 고무가 1:1~5:1 함량비로 포함된 고무 용액에, 무기 충진제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; (b) 상기 혼합물을 건조하는 단계하는 스티렌 부타디엔 고무 및 부타디엔 고무 혼합 웨트 마스터 배치 조성물 제조방법을 제공한다. As another preferred embodiment of the present invention, (a) preparing a mixture by mixing an inorganic filler in a rubber solution containing solution-polymerized styrene-butadiene rubber and solution-polymerized butadiene rubber in a content ratio of 1:1 to 5:1 ; (B) provides a method for preparing a wet master batch composition comprising styrene-butadiene rubber and butadiene rubber mixed wet master batch composition comprising the step of drying the mixture.
본 발명에 따른 스티렌 부타디엔 고무 및 부타디엔 고무 혼합 웨트 마스터 배치 조성물 및 이의 제조방법은 타이어에 적용시 내마모성을 향상시킬 수 있다. A styrene-butadiene rubber and butadiene rubber mixed wet master batch composition and a method for preparing the same according to the present invention can improve abrasion resistance when applied to a tire.
이하에 본 발명을 상세하게 설명하기에 앞서, 본 명세서에 사용된 용어는 특정의 실시예를 기술하기 위한 것일 뿐 첨부하는 특허청구의 범위에 의해서만 한정되는 본 발명의 범위를 한정하려는 것은 아님을 이해하여야 한다. Prior to describing the present invention in detail below, it is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing specific embodiments and is not intended to limit the scope of the present invention, which is limited only by the appended claims. shall.
그리고 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다. 다만, 본 명세서에 사용되는 모든 기술용어 및 과학용어는 다른 언급이 없는 한은 기술적으로 통상의 기술을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.In addition, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor may properly define the concept of the term to describe his invention in the best way. Based on the principle that there is, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. However, all technical and scientific terms used in this specification have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art unless otherwise noted.
본 명세서 및 청구범위의 전반에 걸쳐, 다른 언급이 없는 한 포함(comprise, comprises, comprising)이라는 용어는 언급된 물건, 단계 또는 일군의 물건, 및 단계를 포함하는 것을 의미하고, 임의의 어떤 다른 물건, 단계 또는 일군의 물건 또는 일군의 단계를 배제하는 의미로 사용된 것은 아니다.Throughout this specification and claims, unless stated otherwise, the term comprise, comprises, comprising is meant to include the stated object, step or group of objects, and steps, and any other object. , steps, or groups of objects or groups of steps are not used in the sense of exclusion.
한편, 본 발명의 여러 가지 실시예들은 명확한 반대의 지적이 없는 한 그 외의 어떤 다른 실시예들과 결합될 수 있다. 특히 바람직하거나 유리하다고 지시하는 어떤 특징도 바람직하거나 유리하다고 지시한 그 외의 어떤 특징 및 특징들과 결합될 수 있다.On the other hand, various embodiments of the present invention may be combined with any other embodiments unless clearly indicated to the contrary. Any feature indicated as particularly preferred or advantageous may be combined with any other feature and features indicated as preferred or advantageous.
본 발명의 바람직한 일 구현예는 용액중합 스티렌-부타디엔 고무, 용액중합 부타디엔 고무 및 무기 충진제를 포함하는 스티렌 부타디엔 고무 및 부타디엔 고무 혼합 웨트 마스터 배치 조성물을 제공하는 것이다.A preferred embodiment of the present invention is to provide a wet master batch composition comprising a solution-polymerized styrene-butadiene rubber, a solution-polymerized butadiene rubber, and an inorganic filler.
상기 스티렌 부타디엔 고무 및 부타디엔 고무 혼합 웨트 마스터 배치 조성물은 용액중합된 스티렌-부타디엔 고무 및 부타디엔 고무를 포함하는 것으로, 용액중합에 의해 스티렌-부타디엔 고무의 비닐 구조 함량 및 스티렌 함량을 조절할 수 있고 무기 충진재 등에 의해 분자량 및 물성 등이 조절되어, 고무와 무기 충진제와의 결합력이 증가될 수 있다. The styrene-butadiene rubber and butadiene rubber mixed wet master batch composition includes solution-polymerized styrene-butadiene rubber and butadiene rubber, and the vinyl structure content and styrene content of the styrene-butadiene rubber can be adjusted by solution polymerization, and the inorganic filler, etc. The molecular weight and physical properties are controlled by this, and the bonding force between the rubber and the inorganic filler can be increased.
상기 스티렌 부타디엔 고무 및 부타디엔 고무 혼합 웨트 마스터 배치 조성물은 용액중합 스티렌-부타디엔 고무 및 용액중합 부타디엔 고무를 1:1~5:1 함량비로 포함할 수 있고, 2:1~4:1 인 것이 바람직하다. 상기 용액중합 부타디엔 고무는 상기 용액중합 스티렌-부타디엔 고무와 1:1~5:1 함량비를 가짐으로써, 내마모 성능 및 저온 특성이 향상될 수 있다. The styrene-butadiene rubber and butadiene rubber mixed wet master batch composition may include solution-polymerized styrene-butadiene rubber and solution-polymerized butadiene rubber in a content ratio of 1:1 to 5:1, preferably 2:1 to 4:1. . Since the solution-polymerized butadiene rubber has a content ratio of 1:1 to 5:1 with the solution-polymerized styrene-butadiene rubber, abrasion resistance and low-temperature characteristics may be improved.
상기 용액중합 스티렌-부타디엔 고무는 스티렌 함량이 5 중량% 내지 50 중량%의 용액중합 스티렌-부타디엔 고무일 수 있으며, 스티렌 함량이 10 중량% 내지 40 중량%인 것이 바람직하며, 스티렌 함량이 15 중량% 내지 30 중량%인 것이 보다 바람직하다. 상기 용액중합 스티렌-부타디엔 고무가 상기의 스티렌 함량 범위를 가지는 경우 스티렌 부타디엔 고무 및 부타디엔 고무의 혼합 웨트 마스터 배치에서 반발탄성 특성이 우수해질 수 있다. The solution-polymerized styrene-butadiene rubber may be a solution-polymerized styrene-butadiene rubber having a styrene content of 5 wt% to 50 wt%, preferably a styrene content of 10 wt% to 40 wt%, and a styrene content of 15 wt% to 30% by weight is more preferable. When the solution-polymerized styrene-butadiene rubber has the styrene content range, rebound resilience properties may be excellent in the mixed wet master batch of the styrene-butadiene rubber and the butadiene rubber.
상기 용액중합 스티렌-부타디엔 고무는 오일유를 포함하는 것일 수 있고, 이 경우 상기 용액중합 스티렌-부타디엔 고무는 오일유를 5 중량% 내지 50 중량%로 포함할 수 있다. The solution-polymerized styrene-butadiene rubber may contain oil oil, and in this case, the solution-polymerized styrene-butadiene rubber may contain 5 to 50% by weight of oil oil.
상기 용액중합 스티렌-부타디엔 고무는 비닐계 단량체를 50중량% 내지 95중량%의 용액중합 스티렌-부타디엔 고무일 수 있으며, 비닐계 단량체 함량이 60 중량% 내지 90 중량%인 것이 바람직하며, 비닐계 단량체 함량이 70 중량% 내지 85 중량%인 것이 보다 바람직하다. 상기 비닐계 단량체가 50 중량% 내지 95 중량%를 만족하는 경우, 용액중합 스티렌-부타디엔 고무의 유리전이 온도가 마스터 배치에서 사용되기에 적합해 질 수 있다. The solution-polymerized styrene-butadiene rubber may be a solution-polymerized styrene-butadiene rubber containing 50 to 95% by weight of a vinyl monomer, preferably having a vinyl monomer content of 60 to 90% by weight, and a vinyl monomer It is more preferable that the content is 70 wt% to 85 wt%. When the content of the vinyl monomer is 50 wt% to 95 wt%, the glass transition temperature of the solution-polymerized styrene-butadiene rubber may be suitable for use in the master batch.
상기 용액중합 부타디엔 고무는 공액디엔계 단량체를 용액중합하여 제조된 것으로, cis-1,4 구조를 50 중량% 내지 95 중량%로 포함함으로써 우수한 내마모성 및 반발탄성을 가질 수 있다. The solution-polymerized butadiene rubber is prepared by solution polymerization of a conjugated diene-based monomer, and may have excellent abrasion resistance and rebound elasticity by including a cis-1,4 structure in an amount of 50 wt% to 95 wt%.
상기 공액디엔계 단량체는 1,3-부타디엔, 이소프렌, 1,3-펜타디엔, 1,3-헥사디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2-에틸-1,3-부타디엔, 2-메틸-1,3-펜타디엔, 3-메틸-1,3-펜타디엔, 4-메틸-1,3-펜타디엔 또는 2,4-헥사디엔 등일 수 있으며, 구체적으로는 1,3-부타디엔일 수 있다.The conjugated diene-based monomer is 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-ethyl-1,3-butadiene, It may be 2-methyl-1,3-pentadiene, 3-methyl-1,3-pentadiene, 4-methyl-1,3-pentadiene or 2,4-hexadiene, specifically 1,3- butadiene.
상기 무기 충진제는 고무의 물성을 향상시키기 위한 것으로, 실란으로 표면처리된 실리카 또는 표면처리되지 않은 실리카 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 실란으로 표면처리된 실리카인 것이 바람직하다. The inorganic filler is for improving the physical properties of rubber, and may be at least one selected from silica surface-treated with silane or silica that is not surface-treated, and preferably silica surface-treated with silane.
상기 실리카는 비표면적 BET 90~300m2/g인 것일 수 있고, 실란에 의해 표면처리될 수 있다. The silica may have a specific surface area of BET of 90 to 300 m 2 /g, and may be surface-treated with silane.
상기 실란은 단일 분자에 2종의 반응성기를 갖는 관능기를 포함할 수 있으며, 상기 관능기는 황 원자를 포함하는 관능기 또는 황 원자를 포함하지 않는 관능기를 포함할 수 있다. The silane may include a functional group having two types of reactive groups in a single molecule, and the functional group may include a functional group including a sulfur atom or a functional group not including a sulfur atom.
상기 실란은 실리카 전체 중량 대비, 1 중량% 내지 10 중량%로 사용될 수 있다. The silane may be used in an amount of 1 wt% to 10 wt%, based on the total weight of silica.
상기 무기 충진제는 용액중합 스티렌-부타디엔 고무 및 용액중합 부타디엔 고무를 포함하는 고무 100 중량부 대비 20 내지 200 중량부를 포함한 것이 바람직하며, 무기 충진제의 함량이 50 내지 140 중량부 인 것이 보다 바람직하다. 상기 무기 충진제는 20 내지 200중량부로 포함되는 경우, 기계적 물성을 확보할 수 있다. The inorganic filler preferably contains 20 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber including the solution-polymerized styrene-butadiene rubber and the solution-polymerized butadiene rubber, and the content of the inorganic filler is more preferably 50 to 140 parts by weight. When the inorganic filler is included in an amount of 20 to 200 parts by weight, mechanical properties may be secured.
상술한 스티렌 부타디엔 고무 및 부타디엔 고무 혼합 웨트 마스터 배치 조성물은 하기 구현예에 따라 제조될 수 있다. The above-described styrene butadiene rubber and butadiene rubber mixed wet master batch composition may be prepared according to the following embodiment.
본 발명의 바람직한 다른 일 구현예는 상기 스티렌 부타디엔 고무 및 부타디엔 고무 혼합 웨트 마스터 배치 조성물 제조방법을 제공하는 것이다. Another preferred embodiment of the present invention is to provide a method for preparing a wet master batch composition in which the styrene-butadiene rubber and the butadiene rubber are mixed.
본 발명의 스티렌 부타디엔 고무 및 부타디엔 고무 혼합 웨트 마스터 배치 조성물 제조방법은 하기의 단계를 포함할 수 있다. The method for preparing a styrene-butadiene rubber and a butadiene rubber mixed wet master batch composition of the present invention may include the following steps.
(a) 용액중합 스티렌-부타디엔 고무 및 용액중합 부타디엔 고무가 1:1~5:1 함량비로 포함된 고무 용액에, 무기 충진제를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; (a) preparing a mixture by mixing an inorganic filler with a rubber solution containing solution-polymerized styrene-butadiene rubber and solution-polymerized butadiene rubber in a content ratio of 1:1 to 5:1;
(b) 상기 혼합물을 건조하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.(b) may include the step of drying the mixture.
즉, 본 발명의 스티렌 부타디엔 고무 및 부타디엔 고무 혼합 웨트 마스터 배치 제조방법은 용액중합 스티렌-부타디엔 고무 및 용액중합 부타디엔 고무가 1:1~5:1 함량비로 포함하는 고무 용액에 무기 충진제를 혼합하여 건조하는 것이다. That is, the styrene-butadiene rubber and butadiene rubber mixed wet master batch manufacturing method of the present invention is dried by mixing an inorganic filler with a rubber solution containing solution-polymerized styrene-butadiene rubber and solution-polymerized butadiene rubber in a 1:1-5:1 content ratio. will do
상기 무기 충진제는 고무의 물성을 향상시키기 위한 것으로, 실란으로 표면처리된 실리카 또는 표면처리되지 않은 실리카 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 실란으로 표면처리된 실리카인 것이 바람직하다. The inorganic filler is for improving the physical properties of rubber, and may be at least one selected from silica surface-treated with silane or silica that is not surface-treated, and preferably silica surface-treated with silane.
상기 실리카는 비표면적 BET 90~300m2/g인 것일 수 있고, 실란에 의해 표면처리될 수 있다. The silica may have a specific surface area of BET of 90 to 300 m 2 /g, and may be surface-treated with silane.
상기 실란은 단일 분자에 2종의 반응성기를 갖는 관능기를 포함할 수 있으며, 상기 관능기는 황 원자를 포함하는 관능기 또는 황 원자를 포함하지 않는 관능기를 포함할 수 있다. The silane may include a functional group having two types of reactive groups in a single molecule, and the functional group may include a functional group including a sulfur atom or a functional group not including a sulfur atom.
상기 실란은 실리카 전체 중량 대비, 1 중량% 내지 10 중량%로 사용될 수 있다. The silane may be used in an amount of 1 wt% to 10 wt%, based on the total weight of silica.
본 발명의 바람직한 다른 일 구현예는 상기 스티렌 부타디엔 고무 및 부타디엔 고무 혼합 웨트 마스터 배치 조성물을 이용하여 제조된 스티렌 부타디엔 고무 및 부타디엔 고무 혼합 웨트 마스터 배치를 제공하는 것이다. Another preferred embodiment of the present invention is to provide a styrene butadiene rubber and butadiene rubber mixed wet master batch prepared by using the styrene butadiene rubber and butadiene rubber mixed wet master batch composition.
상기 스티렌 부타디엔 고무 및 부타디엔 고무 혼합 웨트 마스터 배치는 용액중합 부타디엔에 의해 내마모성이 우수해져, 타이어에 적용시에도 내마모성을 향상시킬 수 있다. The styrene-butadiene rubber and butadiene rubber mixed wet master batch has excellent abrasion resistance due to solution polymerization butadiene, and thus can improve abrasion resistance even when applied to a tire.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.As the specific parts of the present invention have been described in detail above, it will be clear to those of ordinary skill in the art that these specific descriptions are only preferred embodiments, and the scope of the present invention is not limited thereby. will be. Accordingly, it is intended that the substantial scope of the present invention be defined by the appended claims and their equivalents.
Claims (5)
(b) 상기 혼합물을 건조하는 단계하는 아크릴 고무 웨트 마스터 배치 조성물 제조방법.(a) preparing a mixture by mixing an inorganic filler with a rubber solution containing solution-polymerized styrene-butadiene rubber and solution-polymerized butadiene rubber in a content ratio of 1:1 to 5:1;
(b) drying the mixture acrylic rubber wet master batch composition manufacturing method.
Priority Applications (1)
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