KR20230019722A - Tetrasulfide derivative, modified conjugated diene-based polymer comprising the derivative, method of preparing the polymer and rubber composition comprising the polymer - Google Patents

Tetrasulfide derivative, modified conjugated diene-based polymer comprising the derivative, method of preparing the polymer and rubber composition comprising the polymer Download PDF

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Abstract

The present invention provides a tetrasulfide derivative that is easily used as a polymer modifier, a modified conjugated diene-based polymer having excellent affinity with a filler by containing a functional group derived therefrom, a method for preparing the polymer, and a rubber composition comprising the polymer. More specifically, provided are a tetrasulfide derivative represented by chemical formula 1, a modified conjugated diene-based polymer comprising a functional group derived therefrom, a preparation method of the polymer and a rubber composition comprising the polymer.

Description

테트라설파이드 유도체, 이를 포함하는 변성 공액디엔계 중합체, 상기 중합체의 제조방법 및 상기 중합체를 포함하는 고무 조성물{TETRASULFIDE DERIVATIVE, MODIFIED CONJUGATED DIENE-BASED POLYMER COMPRISING THE DERIVATIVE, METHOD OF PREPARING THE POLYMER AND RUBBER COMPOSITION COMPRISING THE POLYMER}Tetrasulfide derivative, modified conjugated diene-based polymer containing the same, method for preparing the polymer, and rubber composition containing the polymer POLYMER}

본 발명은 중합체 변성제로 용이한 테트라설파이드 유도체, 이의 유래 작용기를 포함하여 충진제와의 친화성이 우수한 변성 공액디엔계 중합체, 상기 중합체의 제조방법 및 상기 중합체를 포함하는 고무 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a tetrasulfide derivative that is easy to use as a polymer modifier, a modified conjugated diene-based polymer containing a functional group derived therefrom and having excellent affinity with a filler, a method for preparing the polymer, and a rubber composition containing the polymer.

최근 자동차에 대한 저연비화의 요구에 따라, 타이어용 고무 재료로서 주행저항(rolling resistance)이 적고, 내마모성, 인장 특성이 우수하며, 웨트 스키드 저항으로 대표되는 조정 안정성도 겸비한 공액디엔계 중합체가 요구되고 있다. In accordance with the recent demand for low fuel consumption for automobiles, conjugated diene-based polymers with low rolling resistance, excellent abrasion resistance and tensile properties, and adjustment stability represented by wet skid resistance are required as rubber materials for tires. there is.

타이어의 주행저항을 감소시키기 위해서는 가황 고무의 히스테리시스 손실을 작게하는 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 또는 굿리치 발열이 작은 고무 재료가 바람직하다.In order to reduce the running resistance of the tire, there is a method of reducing the hysteresis loss of the vulcanized rubber, and as evaluation indicators of the vulcanized rubber, rebound elasticity at 50°C to 80°C, tan δ, Goodrich heat generation, etc. are used. That is, a rubber material having high rebound resilience at the above temperature or low tan δ or Goodrich heat generation is preferable.

히스테리시스 손실이 작은 고무 재료로서는, 천연 고무, 폴리이소프렌고무 또는 폴리부타디엔 고무 등이 알려져있지만, 이들은 웨트 스키드 저항성이 작은 문제가 있다. 이에 최근에는 스티렌-부타디엔 고무(이하, SBR이라 함) 또는 부타디엔 고무(이하, BR이라 함)와 같은 공액디엔계 (공)중합체가 유화중합이나 용액중합에 의해 제조되어 타이어용 고무로서 이용되고 있다. Natural rubber, polyisoprene rubber, polybutadiene rubber and the like are known as rubber materials with low hysteresis loss, but these have a problem of low wet skid resistance. Recently, conjugated diene-based (co)polymers such as styrene-butadiene rubber (hereinafter referred to as SBR) or butadiene rubber (hereinafter referred to as BR) are produced by emulsion polymerization or solution polymerization and are used as rubber for tires. .

상기의 BR 또는 SBR을 타이어용 고무 재료로 이용하는 경우에는, 타이어 요구 물성을 얻기 위하여 통상적으로 실리카나 카본블랙 등의 충진제를 함께 블렌딩하여 사용하고 있다. 그러나, 상기 BR 또는 SBR과 충진제의 친화성이 좋지 못하여 오히려 내마모성, 내크랙성 또는 가공성 등을 비롯한 물성이 저하되는 문제가 있다. In the case of using BR or SBR as a rubber material for tires, fillers such as silica or carbon black are typically blended together to obtain required tire properties. However, since the affinity between the BR or SBR and the filler is not good, physical properties including wear resistance, crack resistance, or workability are deteriorated.

이에, BR과 실리카나 카본블랙 등의 충진제의 분산성을 높이기 위한 방법으로서 란탄 계열 희토류 원소 화합물을 포함하는 촉매 조성물을 이용한 배위 중합에 의해 얻어지는 리빙 중합체에 있어서, 리빙 활성 말단을 특정의 변성제에 의해 변성하는 방법이 개발되었다. 그러나, 말단이 변성된 중합체의 경우 충진제와의 친화성이 개선되어 배합 물성, 예컨대 인장특성 및 점탄성 특성이 향상되는 장점이 있으나, 그에 반해 배합 가공성이 크게 감소되어 가공성이 좋지 못한 문제가 있다. Therefore, as a method for increasing the dispersibility of BR and a filler such as silica or carbon black, in a living polymer obtained by coordinate polymerization using a catalyst composition containing a lanthanum series rare earth element compound, the living active end is modified by a specific modifier. A method of denaturation has been developed. However, in the case of a polymer having a terminal modification, affinity with a filler is improved and compounding properties, such as tensile properties and viscoelastic properties, are improved.

또한, SBR 또는 BR을 실리카나 카본블랙 등의 충진제와 혼합하여 고무 조성조 제조할 때 상기 SBR 또는 BR과 충진제 간의 친화력을 높이기 위하여 실란기나 아민기 또는 아조기 등의 작용기를 갖는 커플링제를 함께 혼합시켜 충진제의 분산성을 높여 배합 물성 및 배합 가공성을 향상시키고자 하였으나 배합물성 개선 효과를 얻지는 못하였다.In addition, when mixing SBR or BR with a filler such as silica or carbon black to prepare a rubber composition tank, a coupling agent having a functional group such as a silane group, an amine group, or an azo group is mixed together to increase the affinity between the SBR or BR and the filler Although the blending properties and blending processability were improved by increasing the dispersibility of the filler, the effect of improving the blending properties was not obtained.

JPJP 5172663 5172663 B2B2

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 분자 내 테트라설파이드 단위를 함유함으로써 중합체 활성 부위와 반응하여 중합체에 작용기를 도입시킬 수 있고 충진제 친화성기를 함유함으로써 중합체의 물성을 개선시킬 수 있는 중합체 변성제로 유용한 신규한 테트라설파이드 유도체를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and by containing a tetrasulfide unit in the molecule, it can react with the active site of the polymer to introduce a functional group into the polymer, and by containing a filler affinity group, the physical properties of the polymer can be improved. It is an object of the present invention to provide novel tetrasulfide derivatives useful as polymer modifiers that can be used.

또한, 본 발명은 테트라설파이드 유도체 유래 작용기를 포함하는 배합물성이 개선된 변성 공액디엔계 중합체를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a modified conjugated diene-based polymer having improved compounding properties including a functional group derived from a tetrasulfide derivative.

아울러, 본 발명은 테트라설파이드 유도체를 이용한 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a method for producing a modified conjugated diene-based polymer using a tetrasulfide derivative.

더 나아가, 본 발명은 변성 공액디엔계 중합체를 포함하는 고무 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. Furthermore, an object of the present invention is to provide a rubber composition comprising a modified conjugated diene-based polymer.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 테트라설파이드 유도체를 제공한다:In order to solve the above problems, the present invention provides a tetrasulfide derivative represented by Formula 1 below:

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 7 내지 20의 아르알킬기 또는 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴기이고, R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or an alkylaryl group having 7 to 20 carbon atoms,

n 및 m은 서로 독립적으로 2 내지 6의 정수이다.n and m are independently of each other an integer of 2 to 6;

또한, 본 발명은 공액디엔계 단량체 유래 반복단위; 및 상기 화학식 1로 표시되는 테트라설파이드 유도체 유래 작용기를 포함하는 변성 공액디엔계 중합체를 제공한다.In addition, the present invention is a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer; and a modified conjugated diene-based polymer including a functional group derived from the tetrasulfide derivative represented by Chemical Formula 1.

아울러, 본 발명은 탄화수소 용매 중에서, 네오디뮴 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에 공액디엔계 단량체를 중합하여 활성 중합체를 제조하는 단계(S1); 및 상기 활성 중합체와 하기 화학식 1로 표시되는 테트라설파이드 유도체를 반응시키는 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 in the presence of a catalyst composition containing a neodymium compound in a hydrocarbon solvent (S1); and a step (S2) of reacting the active polymer with a tetrasulfide derivative represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 7 내지 20의 아르알킬기 또는 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴기이고, R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or an alkylaryl group having 7 to 20 carbon atoms,

n 및 m은 서로 독립적으로 2 내지 6의 정수이다.n and m are independently of each other an integer of 2 to 6;

더 나아가, 본 발명은 상기 변성 공액디엔계 중합체를 포함하는 고무 조성물을 제공한다.Furthermore, the present invention provides a rubber composition comprising the modified conjugated diene-based polymer.

본 발명에 따른 테트라설파이드 유도체는 분자 내 테트라설파이드 단위를 함유하고 있음으로써 중합체 활성 부위와의 반응활성이 높아 중합체 활성 부위와 원활하게 반응하여 중합체에 상기 테트라설파이드 유도체 유래 충진제 친화성 작용기를 중합체에 용이하게 도입시킬 수 있다.The tetrasulfide derivative according to the present invention contains a tetrasulfide unit in the molecule, so it has high reaction activity with the active site of the polymer, so that it reacts smoothly with the active site of the polymer, and it is easy to group the filler affinity functional group derived from the tetrasulfide derivative into the polymer. can be introduced.

또한, 본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 상기 테트라설파이드 유도체로부터 유래된 작용기, 특히 카본블랙과 같은 충진제 친화성 작용기를 포함함으로써 충진제 친화성이 우수할 수 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer according to the present invention may have excellent filler affinity by including a functional group derived from the tetrasulfide derivative, particularly a filler affinity functional group such as carbon black.

아울러, 본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법은 활성 중합체를 제조하고, 상기 활성 중합체를 테트라설파이드 유도체와 반응시킴으로써 상기 테트라설파이드 유도체로부터 유래된 충진제 친화성 작용기가 도입된 변성 공액디엔계 중합체를 용이하게 제조할 수 있다. In addition, the method for preparing a modified conjugated diene-based polymer according to the present invention prepares an active polymer and reacts the active polymer with a tetrasulfide derivative, thereby introducing a modified conjugated diene-based polymer with a filler affinity functional group derived from the tetrasulfide derivative. can be easily manufactured.

더 나아가, 본 발명에 따른 고무 조성물은 상기 변성 공액디엔계 중합체를 포함함으로써 상기 중합체와 충진제 간 친화성이 우수하여 배합물성이 개선될 수 있고, 이에 주행 저항성이 크게 개선되는 효과가 있다.Furthermore, since the rubber composition according to the present invention includes the modified conjugated diene-based polymer, the affinity between the polymer and the filler is excellent, and compounding properties can be improved, thereby greatly improving running resistance.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail to aid understanding of the present invention.

본 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.Terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor may appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that there is.

용어Terms

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. As used herein, the term 'substitution' may mean that hydrogen of a functional group, atomic group, or compound is substituted with a specific substituent, and when hydrogen of a functional group, atomic group, or compound is substituted with a specific substituent, it is present in the functional group, atomic group, or compound. One or two or more substituents may be present depending on the number of hydrogens to be present. In addition, when a plurality of substituents are present, 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 includes linear alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, and butyl, isopropyl, and sec-butyl. , branched alkyl groups such as tert-butyl and neo-pentyl.

본 발명에서 사용하는 용어 '시클로알킬기(cycloaklyl group)'는 환형의 포화 탄화수소를 의미하는 것일 수 있다. The term 'cycloaklyl 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)를 모두 포함하는 의미일 수 있다. The term 'aryl group' used in the present invention may mean an aromatic hydrocarbon, and may also refer to 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.

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 divalent aliphatic saturated hydrocarbons 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 or structure derived from a certain material or the material itself.

측정방법measurement method

본 발명에서 '시스-1,4-결합 함량 및 비닐 결합 함량'은 동일 셀의 이황화탄소를 블랭크로 하여 5 mg/mL의 농도로 조제한 공액디엔계 중합체의 이황화탄소 용액의 FT-IR 투과율 스펙트럼을 측정한 후, 측정 스펙트럼의 1130 cm-1부근의 최대 피크값(a, 베이스라인), 트랜스-1,4 결합을 나타내는 967 cm-1 부근의 최소 피크값(b), 비닐결합을 나타내는 911 cm-1 부근의 최소 피크값(c), 그리고 시스-1,4 결합을 나타내는 736 cm-1 부근의 최소 피크값(d)을 이용하여 각각의 함량을 구한 것이다.In the present invention, 'cis-1,4-bond content and vinyl bond content' is the FT-IR transmittance spectrum of a carbon disulfide solution of a conjugated diene-based polymer prepared at a concentration of 5 mg / mL using carbon disulfide in the same cell as a blank. After measurement, the maximum peak value around 1130 cm -1 of the measured spectrum (a, baseline), the minimum peak value around 967 cm -1 representing trans-1,4 bond (b), and 911 cm representing vinyl bond Each content was obtained using the minimum peak value (c) around -1 and the minimum peak value (d) around 736 cm -1 indicating cis-1,4 bond.

테트라설파이드 유도체tetrasulfide derivatives

본 발명은 중합체에 충진제 친화성 작용기를 도입시킬 수 있는 신규 화합물을 제공한다. The present invention provides novel compounds capable of introducing filler affinity functional groups into polymers.

본 발명의 일 실시예에 따른 테트라설파이드 유도체는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 한다:The tetrasulfide derivative according to an embodiment of the present invention is characterized in that it is a compound represented by Formula 1 below:

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 7 내지 20의 아르알킬기 또는 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴기이고, R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or an alkylaryl group having 7 to 20 carbon atoms,

n 및 m은 서로 독립적으로 2 내지 6의 정수이다.n and m are independently of each other an integer of 2 to 6;

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 테트라설파이드 유도체는 중합체를 변성시키는 변성제, 구체적으로 공액디엔계 중합체용 변성제일 수 있으며, 테트라설파이드 단위를 가짐으로써 중합체 활성 부위와의 반응활성이 높아 중합체 활성 부위와 원활하게 반응하여 충진제 친화성 작용기를 상기 중합체에 용이하게 도입시킬 수 있다. The tetrasulfide derivative according to an embodiment of the present invention may be a modifier for modifying polymers, specifically, a modifier for conjugated diene-based polymers. It reacts smoothly and can easily introduce a filler affinity functional group into the polymer.

또한, 상기 테트라설파이드 유도체는 분자 내 에틸렌글리콜 유래기 및 에틸렌글리콜 에테르기를 함유하며, 상기 에틸렌글리콜 유래기 및 에틸렌글리콜 에테르기는 상기 테르라설파이드 단위와 중합체 활성부위의 반응에 의하여 상기 중합체 분자 내 도입되고, 이에 중합체의 충진제 친화성을 개선시킬 수 있다. In addition, the tetrasulfide derivative contains an ethylene glycol-derived group and an ethylene glycol ether group in a molecule, and the ethylene glycol-derived group and ethylene glycol ether group are introduced into the polymer molecule by a reaction between the terrasulfide unit and the active site of the polymer, , thereby improving the filler affinity of the polymer.

구체적으로, 상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 7 내지 13의 아르알킬기 또는 탄소수 7 내지 13의 알킬아릴기이고, n 및 m은 서로 독립적으로 2 내지 4의 정수인 것일 수 있다. Specifically, in Formula 1, R 1 and R 2 are each independently selected from an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 13 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms. to 13, and n and m may be each independently an integer of 2 to 4.

더 구체적으로, 상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 탄소수 7 내지 13의 아르알킬기이고, n 및 m은 서로 독립적으로 2 내지 4의 정수일 수 있다. More specifically, in Formula 1, R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 13 carbon atoms, and n and m may independently be integers of 2 to 4.

보다 더 구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 테트라설파이드 유도체는 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-4로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1 이상인 것일 수 있다. More specifically, the tetrasulfide derivative represented by Chemical Formula 1 may be at least one selected from compounds represented by Chemical Formulas 1-1 to 1-4 below.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure pat00004
Figure pat00004

[화학식1-2][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
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한편, 본 발명에 따른 상기 테트라설파이드 유도체는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물과 염화 티오닐(thionyl chloride)를 반응시켜 화학식 4로 표시되는 화합물을 제조하고(단계 a), 상기 화학식 4로 표시되는 화합물과 디소듐 테트라설파이드를 반응(단계 b)시켜 제조하는 것일 수 있다. Meanwhile, the tetrasulfide derivative according to the present invention is prepared by reacting a compound represented by the following Chemical Formula 3 with thionyl chloride to prepare a compound represented by the Chemical Formula 4 (step a), and a compound represented by the Chemical Formula 4 It may be prepared by reacting (step b) with disodium tetrasulfide.

[화학식 3][Formula 3]

Figure pat00008
Figure pat00008

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00009
Figure pat00009

상기 화학식 3 및 화학식 4에서, In Formula 3 and Formula 4,

R3a는 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 7 내지 20의 아르알킬기 또는 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴기이고, o는 2 내지 6의 정수이다.R 3a is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or an alkylaryl group having 7 to 20 carbon atoms, and o is 2 to 6 carbon atoms; is an integer

상기 화학식 3으로 표시되는 화합물과 염화 티오닐은 화학식 4로 표시되는 화합물이 용이하게 제조될 수 있게 하는 적절한 화학양론비를 고려하여 그 사용량을 조절하여 반응시킬 수 있고, 예컨대 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물 대비 염화 티오닐을 과량으로 사용하는 것일 수 있으며, 구체적으로는 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물과 염화 티오닐은 1:1 내지 1:2의 몰비로 사용하는 것일 수 있다. The compound represented by Chemical Formula 3 and thionyl chloride may be reacted by adjusting the amount used in consideration of an appropriate stoichiometric ratio that enables the compound represented by Chemical Formula 4 to be easily prepared. An excessive amount of thionyl chloride may be used relative to the compound, and specifically, the compound represented by Chemical Formula 3 and thionyl chloride may be used in a molar ratio of 1:1 to 1:2.

또한, 상기 화학식 4로 표시되는 화합물과 디소듐 테트라설파이드는 화학식 1로 표시되는 테트라설파이드 유도체가 용이하게 제조될 수 있게 하는 적절한 화학양론비를 고려하여 그 사용량을 조절하여 반응시킬 수 있고, 예컨대, 상기 화학식 4로 표시되는 화합물은 디소듐 테트라설파이드 대비 과량으로 사용하는 것일 수 있으며, 구체적으로는 상기 화학식 4로 표시되는 화합물과 디소듐 테트라설파이드는 2:1 내지 2.5:1의 몰비로 사용하는 것일 수 있다. In addition, the compound represented by Chemical Formula 4 and disodium tetrasulfide may be reacted by adjusting the amount used in consideration of an appropriate stoichiometric ratio that allows the tetrasulfide derivative represented by Chemical Formula 1 to be easily prepared. For example, The compound represented by Formula 4 may be used in an excess amount compared to disodium tetrasulfide, and specifically, the compound represented by Formula 4 and disodium tetrasulfide are used in a molar ratio of 2:1 to 2.5:1 can

또한, 상기 단계 a의 반응은 -10℃ 내지 0℃의 온도에서 30분 내지 3시간동안 수행하는 것일 수 있고, 상기 단계 b의 반응은 60℃ 내지 90℃의 온도에서 3시간 내지 24시간동안 수행하는 것일 수 있다. In addition, the reaction of step a may be carried out at a temperature of -10 ° C to 0 ° C for 30 minutes to 3 hours, and the reaction of step b is carried out at a temperature of 60 ° C to 90 ° C for 3 hours to 24 hours. it may be

변성 공액디엔계 중합체Modified conjugated diene polymer

본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 테트라설파이드 유도체 유래 작용기를 포함하여, 충진제 친화성이 우수함으로써 배합물성이 우수한 변성 공액디엔계 중합체를 제공한다. The present invention provides a modified conjugated diene-based polymer containing a tetrasulfide derivative-derived functional group represented by Chemical Formula 1 and having excellent filler affinity and thus excellent compounding properties.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 공액디엔계 단량체 유래 반복단위; 및 상기 화학식 1로 표시되는 테트라설파이드 유도체 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 the tetrasulfide derivative represented by Formula 1 above.

또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 폴리부타디엔과 같은 부타디엔 단독 중합체일 수 있고, 또는 부타디엔-이소프렌 공중합체와 같은 디엔계 공중합체일 수 있다. In addition, the modified conjugated diene-based polymer may be a butadiene homopolymer such as polybutadiene, or a diene-based copolymer such as a butadiene-isoprene copolymer.

구체적인 예로, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 1,3-부타디엔 단량체 유래 단위 80 중량% 내지 100 중량%, 및 선택적으로 1,3-부타디엔과 공중합 가능한 그 외의 공액디엔계 단량체 유래 단위 20 중량% 이하를 포함할 수 있고, 상기 범위 내에서 중합체 내 1,4-시스 결합 함량이 저하되지 않는 효과가 있다. 이때, 상기 1,3-부타디엔 단량체로는 1,3-부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔 또는 2-에틸-1,3-부타디엔 등의 1,3-부타디엔 또는 그 유도체들을 들 수 있고, 상기 1,3-부타디엔과 공중합 가능한 그 외의 공액디엔계 단량체로는 2-메틸-1,3-펜타디엔, 1,3-펜타디엔, 3-메틸-1,3-펜타디엔, 4-메틸-1,3-펜타디엔, 1,3-헥사디엔 또는 2,4-헥사디엔 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 화합물이 사용될 수 있다. As a specific example, the modified conjugated diene-based polymer contains 80% to 100% by weight of 1,3-butadiene monomer-derived units, and optionally 20% by weight or less of other conjugated diene-based monomer-derived units copolymerizable with 1,3-butadiene. It may be included, and there is an effect that the content of 1,4-cis bonds in the polymer is not reduced within the above range. In this case, examples of the 1,3-butadiene monomer include 1,3-butadiene or derivatives thereof such as 1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, or 2-ethyl-1,3-butadiene. and other conjugated diene-based monomers copolymerizable with the 1,3-butadiene include 2-methyl-1,3-pentadiene, 1,3-pentadiene, 3-methyl-1,3-pentadiene, 4 -Methyl-1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene or 2,4-hexadiene, and the like, any one or two or more compounds of these may be used.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 네오디뮴 촉매화 변성 공액디엔계 중합체인 것일 수 있다. 즉, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 네오디뮴 화합물을 포함하는 촉매 조성물로부터 활성화된 유기금속 부위를 포함하는 공액디엔계 중합체인 것일 수 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention may be a neodymium-catalyzed modified conjugated diene-based polymer. That is, the modified conjugated diene-based polymer may be a conjugated diene-based polymer including an organometallic moiety activated by a catalyst composition containing a neodymium compound.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 100℃에서의 무니점도(mooney viscosity, MV)가 20 이상 100 이하인 것일 수 있고, 구체적으로는 30 이상 80 이하, 35 이상 75 이하 또는 40 이상 70 이하일 수 있다. 본 발명에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 전술한 범위의 무니점도를 가짐으로써 가공성이 우수할 수 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention may have a Mooney viscosity (MV) of 20 or more and 100 or less at 100 ° C., specifically, 30 or more and 80 or less, 35 or more and 75 or less or 40 or more and 70 or less. The modified conjugated diene-based polymer according to the present invention may have excellent processability by having a Mooney viscosity in the above range.

본 발명에서 상기 무니점도는 무니 점도계, 예를 들어, Monsanto社 MV2000E의 Large Rotor를 사용하여 100℃ 및 Rotor Speed 2±0.02rpm의 조건에서 측정하였다. 구체적으로는 중합체를 실온(23±5℃)에서 30분 이상 방치환 후 27±3g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 플래턴(Platen)을 작동시켜 토크를 인가하면서 무니점도를 측정한 것이다. In the present invention, the Mooney viscosity was measured using a Mooney viscometer, for example, a Monsanto MV2000E Large Rotor at 100° C. and a rotor speed of 2±0.02 rpm. Specifically, after leaving the polymer at room temperature (23 ± 5 ° C) for more than 30 minutes, 27 ± 3 g was taken and filled into the die cavity, and Mooney viscosity was measured while applying torque by operating a platen.

또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 2.0 내지 3.5의 분자량 분포(Mw/Mn)을 가질수 있으며, 더욱 구체적으로는 2.5 내지 3.5, 2.5 내지 3.2 또는 2.6 내지 3.0의 분자량 분포를 가질 수 있다. In addition, the modified conjugated diene-based polymer may have a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 2.0 to 3.5, more specifically, may have a molecular weight distribution of 2.5 to 3.5, 2.5 to 3.2 or 2.6 to 3.0.

본 발명에 있어서, 변성 공액디엔계 중합체의 분자량 분포는 중량평균 분자량(Mw) 대 수평균 분자량(Mn)의 비(Mw/Mn)로부터 계산될 수 있다. 이때 상기 수평균 분자량(Mn)은 n개의 중합체 분자의 분자량을 측정하고 이들 분자량의 총합을 구하여 n으로 나누어 계산한 개별 중합체 분자량의 공통 평균(common average)이며, 상기 중량평균 분자량(Mw)은 고분자 조성물의 분자량 분포를 나타낸다. 모든 분자량 평균은 몰당 그램(g/mol)으로 표현될 수 있다. 또한, 상기 중량평균 분자량 및 수평균 분자량은 각각 겔 투과형 크로마토그래피(GPC)로 분석되는 폴리스티렌 환산 분자량을 의미할 수 있다.In the present invention, the molecular weight distribution of the modified conjugated diene-based polymer can be calculated from the ratio (Mw/Mn) of weight average molecular weight (Mw) to number average molecular weight (Mn). At this time, the number average molecular weight (Mn) is a common average of the molecular weights of individual polymers calculated by measuring the molecular weight of n polymer molecules, obtaining the sum of these molecular weights and dividing by n, and the weight average molecular weight (Mw) is the polymer Indicates the molecular weight distribution of the composition. All molecular weight averages can be expressed in grams per mole (g/mol). In addition, the weight average molecular weight and the number average molecular weight may respectively refer to polystyrene equivalent molecular weight analyzed by gel permeation chromatography (GPC).

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 상기한 분자량 분포 조건을 충족하는 동시에, 중량평균 분자량(Mw)이 3 X 105 내지 1.5 X 106 g/mol일 수 있고, 수평균 분자량(Mn)이 1.0 X 105 내지 5.0 X 105 g/mol일 수 있으며, 이 범위 내에서 고무 조성물에 적용 시 인장특성이 뛰어나고, 가공성이 우수하여 고무 조성물의 작업성 개선으로 인해 혼반죽이 용이해, 고무 조성물의 기계적 물성 및 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다. 상기 중량평균 분자량은 일례로 5 X 105 내지 1.2 X 106 g/mol, 또는 5 X 105 내지 8 X 105 g/mol일 수 있고, 수평균 분자량은 일례로 1.5 X 105 내지 3.5 X 105 g/mol, 또는 2.0 X 105 내지 2.7 X 105 g/mol일 수 있다.The modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention satisfies the above molecular weight distribution conditions, and has a weight average molecular weight (Mw) of 3 X 10 5 to 1.5 X 10 6 g/mol, and a number average The molecular weight (Mn) may be 1.0 X 10 5 to 5.0 X 10 5 g/mol, and when applied to a rubber composition within this range, excellent tensile properties and excellent processability improve the workability of the rubber composition, resulting in reduced kneading. It is easy, and there is an effect of excellent balance of mechanical properties and physical properties of the rubber composition. The weight average molecular weight may be, for example, 5 X 10 5 to 1.2 X 10 6 g/mol, or 5 X 10 5 to 8 X 10 5 g/mol, and the number average molecular weight may be, for example, 1.5 X 10 5 to 3.5 X 10 5 g/mol, or between 2.0 X 10 5 and 2.7 X 10 5 g/mol.

보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 상기한 분자량 분포와 함께 중량평균 분자량(Mw) 및 수평균 분자량 조건을 동시에 충족하는 경우, 고무 조성물에 적용 시 고무 조성물에 대한 인장특성, 점탄성 및 가공성이 우수하고, 이들 간의 물성 밸런스가 우수한 효과가 있다.More specifically, when the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention simultaneously satisfies the weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight conditions together with the above molecular weight distribution, when applied to a rubber composition, It has excellent tensile properties, viscoelasticity and workability, and has an excellent balance of physical properties between them.

또한, 상기 공액디엔계 중합체는 푸리에 변환 적외 분광법(FT-IR)으로 측정한 공액디엔부의 시스-1,4 결합 함량이 95% 이상, 보다 구체적으로는 98% 이상인 것일 수 있다. 이에, 고무 조성물에 적용시 고무 조성물의 내마모성, 내균열성 및 내오존성이 향상될 수 있다. In addition, the conjugated diene-based polymer may have a cis-1,4 bond content of 95% or more, more specifically, 98% or more, as measured by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). Accordingly, when applied to a rubber composition, abrasion resistance, crack resistance, and ozone resistance of the rubber composition may be improved.

또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 푸리에 변환 적외 분광법으로 측정한 공액디엔부의 비닐 함량이 5% 이하, 보다 구체적으로는 2% 이하일 수 있다. 중합체내 비닐 함량이 5%를 초과할 경우, 이를 포함하는 고무 조성물의 내마모성, 내균열성, 내오존성이 열화될 우려가 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer may have a vinyl content of 5% or less, more specifically, 2% or less, as measured by Fourier transform infrared spectroscopy. When the vinyl content in the polymer exceeds 5%, there is a concern that the abrasion resistance, crack resistance, and ozone resistance of the rubber composition including the vinyl content may be deteriorated.

변성 공액디엔계 중합체의 제조방법Manufacturing method of modified conjugated diene-based polymer

또한, 본 발명은 상기의 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a method for preparing the modified conjugated diene-based polymer.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제조방법은 탄화수소 용매 중에서, 네오디뮴 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에 공액디엔계 단량체를 중합하여 활성 중합체를 제조하는 단계(S1); 및 상기 활성 중합체와 하기 화학식 1로 표시되는 테트라설파이드 유도체를 반응시키는 단계(S2)를 포함하는 것을 특징으로 한다. The preparation method according to an embodiment of the present invention includes preparing an active polymer by polymerizing a conjugated diene-based monomer in the presence of a catalyst composition containing a neodymium compound in a hydrocarbon solvent (S1); and reacting the active polymer with a tetrasulfide derivative represented by Chemical Formula 1 (S2).

[화학식 1][Formula 1]

Figure pat00010
Figure pat00010

상기 화학식 1에서, R1, R2, n 및 m은 앞에서 정의한 바와 같다.In Formula 1, R 1 , R 2 , n and m are as defined above.

S1 단계S1 phase

상기 S1 단계는 공액디엔계 단량체를 중합하여 유기금속 부위를 포함하는 활성 중합체를 제조하는 단계로, 탄화수소 용매 중에서 네오디뮴 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에 공액디엔계 단량체를 중합하여 수행할 수 있다. The step S1 is a step of preparing an active polymer including an organometallic moiety by polymerizing a conjugated diene-based monomer, and may be performed by polymerizing the conjugated diene-based monomer in the presence of a catalyst composition containing a neodymium compound in a hydrocarbon solvent.

본 발명에서, 상기 유기금속 부위를 포함하는 활성 중합체에서 유기금속 부위는 공액디엔계 중합체의 말단의 활성화된 유기금속 부위(분자쇄 말단의 활성화된 유기금속 부위), 주 사슬 중의 활성화된 유기금속 부위 또는 측쇄(곁사슬) 중의 활성화된 유기금속 부위일 수 있으며, 이 중에서도 음이온 중합 또는 배위 음이온 중합에 의해 공액디엔계 중합체의 활성화된 유기금속 부위를 얻는 경우 상기 유기금속 부위는 말단의 활성화된 유기금속 부위를 나타내는 것일 수 있다. In the present invention, the organometallic moiety in the active polymer containing the organometallic moiety is an activated organometallic moiety at the end of the conjugated diene-based polymer (an activated organometallic moiety at the end of the molecular chain), an activated organometallic moiety in the main chain. Or it may be an activated organometallic site in a side chain (side chain). Among them, when an activated organometallic site of a conjugated diene-based polymer is obtained by anionic polymerization or coordination anionic polymerization, the organometallic site is a terminal activated organometallic site. may indicate

상기 공액디엔계 단량체는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예컨대 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 및 2,4-헥사디엔 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.The conjugated diene-based monomer is not particularly limited, but for example, 1,3-butadiene, isoprene, 1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-ethyl The group consisting of -1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-pentadiene, 3-methyl-1,3-pentadiene, 4-methyl-1,3-pentadiene and 2,4-hexadiene It may be one or more selected from.

상기 탄화수소 용매는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예컨대 n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, 이소옥탄, 시클로헥산, 톨루엔, 벤젠 및 크실렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.The hydrocarbon solvent is not particularly limited, but may be, for example, at least one selected from the group consisting of n-pentane, n-hexane, n-heptane, isooctane, cyclohexane, toluene, benzene, and xylene.

상기 촉매 조성물은 공액디엔계 단량체 총 100 g을 기준으로 네오디뮴 화합물이 0.1 mmol 내지 0.5 mmol이 되게 하는 양으로 사용하는 것일 수 있으며, 구체적으로는 상기 네오디뮴 화합물이 공액디엔계 단량체 총 100 g을 기준으로 0.1 mmol 내지 0.4 mmol, 더욱 구체적으로는 0.1 mmol 내지 0.25 mmol이 되게 하는 양으로 사용하는 것일 수 있다. The catalyst composition may be used in an amount such that the neodymium compound is 0.1 mmol to 0.5 mmol based on the total 100 g of the conjugated diene-based monomers, and specifically, the neodymium compound is used based on the total 100 g of the conjugated diene-based monomers. It may be used in an amount of 0.1 mmol to 0.4 mmol, more specifically 0.1 mmol to 0.25 mmol.

상기 네오디뮴 화합물은 이의 카르복실산염(예를 들면, 네오디뮴 초산염, 네오디뮴 아크릴산염, 네오디뮴 메타크릴산염, 네오디뮴 글루콘산염, 네오디뮴 구연산염, 네오디뮴 푸마르산염, 네오디뮴 유산염, 네오디뮴 말레산염, 네오디뮴 옥살산염, 네오디뮴 2-에틸헥사노에이트, 네오디뮴 네오 데카노에이트 등); 유기인산염(예를 들면, 네오디뮴 디부틸 인산염, 네오디뮴 디펜틸 인산염, 네오디뮴 디헥실 인산염, 네오디뮴 디헵틸 인산염, 네오디뮴 디옥틸 인산염, 네오디뮴 비스(1-메틸 헵틸) 인산염, 네오디뮴 비스(2-에틸헥실) 인산염, 또는 네오디뮴 디데실 인산염 등); 유기 포스폰산염(예를 들면, 네오디뮴 부틸 포스폰산염, 네오디뮴 펜틸 포스폰산염, 네오디뮴 헥실 포스폰산염, 네오디뮴 헵틸 포스폰산염, 네오디뮴 옥틸 포스폰산염, 네오디뮴(1-메틸 헵틸) 포스폰산염, 네오디뮴(2-에틸헥실) 포스폰산염, 네오디뮴 디실 포스폰산염, 네오디뮴 도데실 포스폰산염 또는 네오디뮴 옥타데실 포스폰산염 등); 유기 포스핀산염(예를 들면, 네오디뮴 부틸포스핀산염, 네오디뮴 펜틸포스핀산염, 네오디뮴 헥실 포스핀산염, 네오디뮴 헵틸 포스핀산염, 네오디뮴 옥틸 포스핀산염, 네오디뮴(1-메틸 헵틸) 포스핀산염 또는 네오디뮴(2-에틸헥실) 포스핀산염 등); 카르밤산염(예를 들면, 네오디뮴 디메틸 카르밤산염, 네오디뮴 디에틸 카르밤산염, 네오디뮴 디이소프로필 카르밤산염, 네오디뮴 디부틸 카르밤산염 또는 네오디뮴 디벤질 카르밤산염 등); 디티오 카르밤산염(예를 들면, 네오디뮴 디메틸디티오카르바민산염, 네오디뮴 디에틸디티오카르바민산염, 네오디뮴 디이소프로필 디티오 카르밤산염 또는 네오디뮴 디부틸디티오카르바민산염 등); 크산토겐산염(예를 들면, 네오디뮴 메틸 크산토겐산염, 네오디뮴 에틸 크산토겐산염, 네오디뮴 이소프로필 크산토겐산염, 네오디뮴 부틸 크산토겐산염, 또는 네오디뮴 벤질 크산토겐산염 등); β-디케토네이트(예를 들면, 네오디뮴 아세틸아세토네이트, 네오디뮴 트리플루오로아세틸 아세토네이트, 네오디뮴 헥사플루오로아세틸 아세토네이트 또는 네오디뮴 벤조일 아세토네이트 등); 알콕시드 또는 알릴옥시드(예를 들면, 네오디뮴 메톡사이드, 네오디뮴 에톡시드, 네오디뮴 이소프로폭사이드, 네오디뮴 페녹사이드 또는 네오디뮴 노닐 페녹사이드 등); 할로겐화물 또는 의사 할로겐화물(네오디뮴 불화물, 네오디뮴 염화물, 네오디뮴 브롬화물, 네오디뮴 요오드화물, 네오디뮴 시안화물, 네오디뮴 시안산염, 네오디뮴 티오시안산염, 또는 네오디뮴 아지드 등); 옥시할라이드(예를 들면, 네오디뮴 옥시플루오라이드, 네오디뮴 옥시 클로라이드, 또는 네오디뮴 옥시 브로마이드 등); 또는 1 이상의 네오디뮴 원소-탄소 결합을 포함하는 유기 네오디뮴 함유 화합물(예를 들면, Cp3Nd, Cp2NdR, Cp2NdCl, CpNdCl2, CpNd(시클로옥타테트라엔), (C5Me5)2NdR, NdR3, Nd(알릴)3, 또는 Nd(알릴)2Cl 등, 상기 R은 하이드로카르빌기이다) 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.The neodymium compound is a carboxylate thereof (eg, neodymium acetate, neodymium acrylate, neodymium methacrylate, neodymium gluconate, neodymium citrate, neodymium fumarate, neodymium lactate, neodymium maleate, neodymium oxalate, neodymium 2 -ethylhexanoate, neodymium neodecanoate, etc.); Organophosphates (e.g. neodymium dibutyl phosphate, neodymium dipentyl phosphate, neodymium dihexyl phosphate, neodymium diheptyl phosphate, neodymium dioctyl phosphate, neodymium bis(1-methyl heptyl) phosphate, neodymium bis(2-ethylhexyl) phosphate, or neodymium didecyl phosphate, etc.); organic phosphonates (e.g., neodymium butyl phosphonate, neodymium pentyl phosphonate, neodymium hexyl phosphonate, neodymium heptyl phosphonate, neodymium octyl phosphonate, neodymium (1-methyl heptyl) phosphonate, neodymium (2-ethylhexyl) phosphonate, neodymium disyl phosphonate, neodymium dodecyl phosphonate or neodymium octadecyl phosphonate, etc.); organic phosphinic acid salts (e.g., neodymium butylphosphinate, neodymium pentylphosphinate, neodymium hexyl phosphinate, neodymium heptyl phosphinate, neodymium octyl phosphinate, neodymium (1-methyl heptyl) phosphinate or neodymium (2-ethylhexyl) phosphinate, etc.); carbamates (eg neodymium dimethyl carbamate, neodymium diethyl carbamate, neodymium diisopropyl carbamate, neodymium dibutyl carbamate or neodymium dibenzyl carbamate, etc.); dithiocarbamates (eg neodymium dimethyldithiocarbamate, neodymium diethyldithiocarbamate, neodymium diisopropyl dithiocarbamate or neodymium dibutyldithiocarbamate, etc.); xanthogens (eg, neodymium methyl xanthogenate, neodymium ethyl xanthogenate, neodymium isopropyl xanthogenate, neodymium butyl xanthogenate, or neodymium benzyl xanthogenate, etc.); β-diketonates (eg neodymium acetylacetonate, neodymium trifluoroacetyl acetonate, neodymium hexafluoroacetyl acetonate or neodymium benzoyl acetonate, etc.); alkoxides or allyloxides (eg, neodymium methoxide, neodymium ethoxide, neodymium isopropoxide, neodymium phenoxide or neodymium nonyl phenoxide, etc.); halides or pseudohalides (such as neodymium fluoride, neodymium chloride, neodymium bromide, neodymium iodide, neodymium cyanide, neodymium cyanate, neodymium thiocyanate, or neodymium azide); oxyhalides (eg, neodymium oxyfluoride, neodymium oxychloride, or neodymium oxy bromide, etc.); or organic neodymium-containing compounds containing one or more neodymium element-carbon bonds (eg, Cp 3 Nd, Cp 2 NdR, Cp 2 NdCl, CpNdCl 2 , CpNd(cyclooctatetraene), (C 5 Me 5 ) 2 NdR, NdR 3 , Nd(allyl) 3 , or Nd(allyl) 2 Cl, where R is a hydrocarbyl group), and the like, and may include any one or a mixture of two or more of them.

상기 네오디뮴 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 것일 수 있다.The neodymium compound may be a compound represented by Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

Figure pat00011
Figure pat00011

상기 화학식 2에서, Ra 내지 Rc는 서로 독립적으로 수소, 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기이고, 단, Ra 내지 Rc가 모두 동시에 수소는 아니다.In Formula 2, R a to R c are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, provided that R a to R c are not all hydrogen at the same time.

더 구체적으로, 상기 네오디뮴 화합물은 Nd(2-에틸헥사노에이트)3, Nd(2,2-디메틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디에틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디프로필 데카노에이트)3, Nd(2,2-디부틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디헥실 데카노에이트)3, Nd(2,2-디옥틸 데카노에이트)3, Nd(2-에틸-2-프로필 데카노에이트)3, Nd(2-에틸-2-부틸 데카노에이트)3, Nd(2-에틸-2-헥실 데카노에이트)3, Nd(2-프로필-2-부틸 데카노에이트)3, Nd(2-프로필-2-헥실 데카노에이트)3, Nd(2-프로필-2-이소프로필 데카노에이트)3, Nd(2-부틸-2-헥실 데카노에이트)3, Nd(2-헥실-2-옥틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디에틸 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디프로필 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디부틸 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디헥실 옥타노에이트)3, Nd(2-에틸-2-프로필 옥타노에이트)3, Nd(2-에틸-2-헥실 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디에틸 노나노에이트)3, Nd(2,2-디프로필 노나노에이트)3, Nd(2,2-디부틸 노나노에이트)3, Nd(2,2-디헥실 노나노에이트)3, Nd(2-에틸-2-프로필 노나노에이트)3 및 Nd(2-에틸-2-헥실 노나노에이트)3으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.More specifically, the neodymium compound is Nd(2-ethylhexanoate) 3 , Nd(2,2-dimethyl decanoate) 3 , Nd(2,2-diethyl decanoate) 3 , Nd(2, 2-dipropyl decanoate) 3 , Nd(2,2-dibutyl decanoate) 3 , Nd(2,2-dihexyl decanoate) 3 , Nd(2,2-dioctyl decanoate) 3 , Nd(2-ethyl-2-propyl decanoate) 3 , Nd(2-ethyl-2-butyl decanoate) 3 , Nd(2-ethyl-2-hexyl decanoate) 3 , Nd(2 -Propyl-2-butyl decanoate) 3 , Nd(2-propyl-2-hexyl decanoate) 3 , Nd(2-propyl-2-isopropyl decanoate) 3 , Nd(2-butyl-2 -hexyl decanoate) 3 , Nd(2-hexyl-2-octyl decanoate) 3 , Nd(2,2-diethyl octanoate) 3 , Nd(2,2-dipropyl octanoate) 3 , Nd(2,2-dibutyl octanoate) 3 , Nd(2,2-dihexyl octanoate) 3 , Nd(2-ethyl-2-propyl octanoate) 3 , Nd(2-ethyl- 2-hexyl octanoate) 3 , Nd(2,2-diethyl nonanoate) 3 , Nd(2,2-dipropyl nonanoate) 3 , Nd(2,2-dibutyl nonanoate) 3 1 selected from the group consisting of Nd(2,2-dihexyl nonanoate) 3 , Nd(2-ethyl-2-propyl nonanoate) 3 and Nd(2-ethyl-2-hexyl nonanoate) 3 There may be more than one species.

또한, 다른 예로, 올리고머화에 대한 우려 없이 용매에 대한 우수한 용해도, 촉매 활성종으로의 전환율 및 이에 따른 촉매 활성 개선 효과의 우수함을 고려할 때, 상기 네오디뮴 화합물은 보다 구체적으로 상기 화학식 2에서 Ra가 탄소수 4 내지 12의 알킬기이고, Rb 및 Rc는 서로 독립적으로 수소 또는 탄소수 2 내지 8의 알킬기이되, 단 Rb 및 Rc가 동시에 수소가 아닌 것일 수 있다.In addition, as another example, considering the excellent solubility in solvents without concern for oligomerization, the conversion rate to catalytically active species, and the excellent effect of improving catalytic activity, the neodymium compound is more specifically R a in Formula 2 An alkyl group having 4 to 12 carbon atoms, and R b and R c are each independently hydrogen or an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms, provided that R b and R c may not be hydrogen at the same time.

보다 구체적인 예로, 상기 화학식 2에서 상기 Ra는 탄소수 6 내지 8의 알킬기이고, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 수소, 또는 탄소수 2 내지 6의 알킬기일 수 있으며, 이때 상기 Rb 및 Rc는 동시에 수소가 아닐 수 있고, 그 구체적인 예로는 Nd(2,2-디에틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디프로필 데카노에이트)3, Nd(2,2-디부틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디헥실 데카노에이트)3, Nd(2,2-디옥틸 데카노에이트)3, Nd(2-에틸-2-프로필 데카노에이트)3, Nd(2-에틸-2-부틸 데카노에이트)3, Nd(2-에틸-2-헥실 데카노에이트)3, Nd(2-프로필-2-부틸 데카노에이트)3, Nd(2-프로필-2-헥실 데카노에이트)3, Nd(2-프로필-2-이소프로필 데카노에이트)3, Nd(2-부틸-2-헥실 데카노에이트)3, Nd(2-헥실-2-옥틸 데카노에이트)3, Nd(2-t-부틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디에틸 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디프로필 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디부틸 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디헥실 옥타노에이트)3, Nd(2-에틸-2-프로필 옥타노에이트)3, Nd(2-에틸-2-헥실 옥타노에이트)3, Nd(2,2-디에틸 노나노에이트)3, Nd(2,2-디프로필 노나노에이트)3, Nd(2,2-디부틸 노나노에이트)3, Nd(2,2-디헥실 노나노에이트)3, Nd(2-에틸-2-프로필 노나노에이트)3 및 Nd(2-에틸-2-헥실 노나노에이트)3로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 이 중에서도 상기 네오디뮴계 화합물은 Nd(2,2-디에틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디프로필 데카노에이트)3, Nd(2,2-디부틸 데카노에이트)3, Nd(2,2-디헥실 데카노에이트)3, 및 Nd(2,2-디옥틸 데카노에이트)3으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.As a more specific example, in Formula 2, R a is an alkyl group having 6 to 8 carbon atoms, R b and R c may each independently be hydrogen or an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms, wherein R b and R c are It may not be hydrogen at the same time, and specific examples thereof include Nd(2,2-diethyl decanoate) 3 , Nd(2,2-dipropyl decanoate) 3 , Nd(2,2-dibutyl decanoate) ) 3 , Nd(2,2-dihexyl decanoate) 3 , Nd(2,2-dioctyl decanoate) 3 , Nd(2-ethyl-2-propyl decanoate) 3 , Nd(2- Ethyl-2-butyl decanoate) 3 , Nd(2-ethyl-2-hexyl decanoate) 3 , Nd(2-propyl-2-butyl decanoate) 3 , Nd(2-propyl-2-hexyl Decanoate) 3 , Nd(2-propyl-2-isopropyl decanoate) 3 , Nd(2-butyl-2-hexyl decanoate) 3 , Nd(2-hexyl-2-octyl decanoate) 3 , Nd(2-t-butyl decanoate) 3 , Nd(2,2-diethyl octanoate) 3 , Nd(2,2-dipropyl octanoate) 3 , Nd(2,2-diethyl octanoate) butyl octanoate) 3 , Nd(2,2-dihexyl octanoate) 3 , Nd(2-ethyl-2-propyl octanoate) 3 , Nd(2-ethyl-2-hexyl octanoate) 3 , Nd(2,2-diethyl nonanoate) 3 , Nd(2,2-dipropyl nonanoate) 3 , Nd(2,2-dibutyl nonanoate) 3 , Nd(2,2-dibutyl nonanoate) 3 hexyl nonanoate) 3 , Nd (2-ethyl-2-propyl nonanoate) 3 and Nd (2-ethyl-2-hexyl nonanoate) 3 may be at least one selected from the group consisting of Neodymium compounds are Nd(2,2-diethyl decanoate) 3 , Nd(2,2-dipropyl decanoate) 3 , Nd(2,2-dibutyl decanoate) 3 , Nd(2, 2-dihexyl decanoate) 3 , and Nd(2,2-dioctyl decanoate) 3 .

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

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

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 네오디뮴 화합물의 용해도는 상온(25℃)에서 비극성 용매 6 g 당 약 4 g 이상일 수 있다. Also, the solubility of the neodymium compound according to an embodiment of the present invention may be about 4 g or more per 6 g of the non-polar solvent at room temperature (25° C.).

본 발명에 있어서, 네오디뮴계 화합물의 용해도는 탁한 현상 없이 맑게 용해되는 정도를 의미하는 것으로, 이와 같이 높은 용해도를 나타냄으로써 우수한 촉매 활성을 나타낼 수 있다.In the present invention, the solubility of neodymium-based compounds means the degree of clear dissolution without turbidity, and excellent catalytic activity can be exhibited by exhibiting such high solubility.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 네오디뮴 화합물은 루이스 염기와의 반응물의 형태로 사용될 수도 있다. 이 반응물은 루이스 염기에 의해, 네오디뮴 화합물의 용매에 대한 용해성을 향상시키고, 장기간 안정한 상태로 저장할 수 있는 효과가 있다. 상기 루이스 염기는 일례로 네오디뮴 원소 1 몰 당 30 몰 이하, 또는 1 내지 10 몰의 비율로 사용될 수 있다. 상기 루이스 염기는 일례로 아세틸아세톤, 테트라히드로푸란, 피리딘, N,N-디메틸포름아미드, 티오펜, 디페닐에테르, 트리에틸아민, 유기인 화합물 또는 1가 또는 2가의 알코올 등일 수 있다. In addition, the neodymium compound according to an embodiment of the present invention may be used in the form of a reactant with a Lewis base. This reactant has the effect of improving the solubility of the neodymium compound in a solvent by means of a Lewis base and being able to store it in a stable state for a long period of time. For example, the Lewis base may be used in an amount of 30 moles or less, or 1 to 10 moles per mole of neodymium element. The Lewis base may be, for example, acetylacetone, tetrahydrofuran, pyridine, N,N-dimethylformamide, thiophene, diphenyl ether, triethylamine, an organic phosphorus compound, or monohydric or dihydric alcohol.

한편, 상기 촉매 조성물은 네오디뮴 화합물과 함께 알킬화제, 할로겐화물 및 공액디엔계 단량체 중 적어도 하나를 더 포함하는 것일 수 있다.Meanwhile, the catalyst composition may further include at least one of an alkylating agent, a halide, and a conjugated diene-based monomer together with a neodymium compound.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 촉매 조성물은 네오디뮴 화합물을 포함하고, 알킬화제, 할로겐화물 및 공액디엔계 단량체 중 적어도 하나를 더 포함하는 것일 수 있다. That is, the catalyst composition according to an embodiment of the present invention may include a neodymium compound and further include at least one of an alkylating agent, a halide, and a conjugated diene-based monomer.

이하, 상기 (a) 알킬화제, (b) 할로겐화물 및 (c) 공액디엔계 단량체를 나누어 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the (a) alkylating agent, (b) halide, and (c) conjugated diene-based monomer will be separately described in detail.

(a) 알킬화제 (a) an alkylating agent;

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

구체적으로는, 상기 유기 알루미늄 화합물로는 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리-n-프로필알루미늄, 트리이소프로필알루미늄, 트리-n-부틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리-t-부틸알루미늄, 트리펜틸알루미늄, 트리헥실알루미늄, 트리시클로헥실알루미늄, 트리옥틸알루미늄 등의 알킬알루미늄; 디에틸알루미늄 하이드라이드, 디-n-프로필알루미늄 하이드라이드, 디이소프로필알루미늄 하이드라이드, 디-n-부틸알루미늄 하이드라이드, 디이소부틸알루미늄 하이드라이드(DIBAH), 디-n-옥틸알루미늄 하이드라이드, 디페닐알루미늄 하이드라이드, 디-p-톨릴알루미늄 하이드라이드, 디벤질알루미늄 하이드라이드, 페닐에틸알루미늄 하이드라이드, 페닐-n-프로필알루미늄 하이드라이드, 페닐이소프로필알루미늄 하이드라이드, 페닐-n-부틸알루미늄 하이드라이드, 페닐이소부틸알루미늄 하이드라이드, 페닐-n-옥틸알루미늄 하이드라이드, p-톨릴에틸알루미늄 하이드라이드, p-톨릴-n-프로필알루미늄 하이드라이드, p-톨릴이소프로필알루미늄 하이드라이드, p-톨릴-n-부틸알루미늄 하이드라이드, p-톨릴이소부틸알루미늄 하이드라이드, p-톨릴-n-옥틸알루미늄 하이드라이드, 벤질에틸알루미늄 하이드라이드, 벤질-n-프로필알루미늄 하이드라이드, 벤질이소프로필알루미늄 하이드라이드, 벤질-n-부틸알루미늄 하이드라이드, 벤질이소부틸알루미늄 하이드라이드 또는 벤질-n-옥틸알루미늄 하이드라이드 등의 디히드로카르빌알루미늄 하이드라이드; 에틸알루미늄 디하이드라이드, n-프로필알루미늄 디하이드라이드, 이소프로필알루미늄 디하이드라이드, n-부틸알루미늄 디하이드라이드, 이소부틸알루미늄 디하이드라이드 또는 n-옥틸알루미늄 디하이드라이드 등과 같은 히드로카르빌알루미늄 디하이드라이드 등을 들 수 있다. 상기 유기 마그네슘 화합물로는 디에틸마그네슘, 디-n-프로필마그네슘, 디이소프로필마그네슘, 디부틸마그네슘, 디헥실마그네슘, 디페닐마그네슘, 또는 디벤질마그네슘과 같은 알킬마그네슘 화합물 등을 들 수 있고, 또 상기 유기 리튬 화합물로는 n-부틸리튬 등과 같은 알킬 리튬 화합물 등을 들 수 있다. Specifically, the organic aluminum compounds include trimethylaluminum, triethylaluminum, tri-n-propylaluminum, triisopropylaluminium, tri-n-butylaluminum, triisobutylaluminum, tri-t-butylaluminum, and tripentyl. Alkyl aluminum, such as aluminum, trihexyl aluminum, tricyclohexyl aluminum, and trioctyl aluminum; Diethylaluminum hydride, di-n-propylaluminum hydride, diisopropylaluminum hydride, di-n-butylaluminum hydride, diisobutylaluminum hydride (DIBAH), di-n-octylaluminum hydride, Diphenylaluminum Hydride, Di-p-Tolylluminum Hydride, Dibenzylaluminum Hydride, Phenylethylaluminum Hydride, Phenyl-n-Propylaluminum Hydride, Phenylisopropylaluminium Hydride, Phenyl-n-Butylaluminum Hydride Ride, phenyl isobutyl aluminum hydride, phenyl-n-octyl aluminum hydride, p-tolylethyl aluminum hydride, p-tolyl-n-propyl aluminum hydride, p-tolyl isopropyl aluminum hydride, p-tolyl- n-butylaluminium hydride, p-tolylisobutylaluminium hydride, p-tolyl-n-octylaluminium hydride, benzylethylaluminium hydride, benzyl-n-propylaluminium hydride, benzylisopropylaluminium hydride, benzyl dihydrocarbyl aluminum hydride such as n-butylaluminum hydride, benzylisobutylaluminum hydride or benzyl-n-octylaluminum hydride; Hydrocarbyl aluminum dihydride, such as ethyl aluminum dihydride, n-propyl aluminum dihydride, isopropyl aluminum dihydride, n-butyl aluminum dihydride, isobutyl aluminum dihydride or n-octyl aluminum dihydride A hydride etc. are mentioned. Examples of the organomagnesium compound include alkylmagnesium compounds such as diethylmagnesium, di-n-propylmagnesium, diisopropylmagnesium, dibutylmagnesium, dihexylmagnesium, diphenylmagnesium, or dibenzylmagnesium, and the like. Examples of the organolithium compound include alkyl lithium compounds such as n-butyllithium and the like.

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

상기 알루미녹산은 트리히드로카르빌 알루미늄계 화합물에 물을 반응시킴으로써 제조된 것일 수 있으며, 구체적으로는 하기 화학식 3a의 직쇄 알루미녹산 또는 하기 화학식 3b의 환형 알루미녹산일 수 있다. The aluminoxane may be prepared by reacting water with a trihydrocarbyl aluminum-based compound, and specifically may be a straight-chain aluminoxane of Formula 3a below or a cyclic aluminoxane of Formula 3b below.

[화학식 3a][Formula 3a]

Figure pat00012
Figure pat00012

[화학식 3b][Formula 3b]

Figure pat00013
Figure pat00013

상기 화학식 3a 및 3b에서, R은 탄소 원자를 통해 알루미늄 원자에 결합하는 1가의 유기기로서, 하이드로카르빌기일 수 일 수 있으며, x 및 y는 서로 독립적으로 1 이상의 정수, 구체적으로는 1 내지 100, 더 구체적으로는 2 내지 50의 정수일 수 있다. In Formulas 3a and 3b, R is a monovalent organic group bonded to an aluminum atom through a carbon atom, and may be a hydrocarbyl group, and x and y are independently integers of 1 or more, specifically 1 to 100 , more specifically an integer from 2 to 50.

보다 더 구체적으로는, 상기 알루미녹산은 메틸알루미녹산(MAO), 변성 메틸알루미녹산(MMAO), 에틸알루미녹산, n-프로필알루미녹산, 이소프로필알루미녹산, 부틸알루미녹산, 이소부틸알루미녹산, n-펜틸알루미녹산, 네오펜틸알루미녹산, n-헥실알루미녹산, n-옥틸알루미녹산, 2-에틸헥실알루미녹산, 시클로헥실알루미녹산, 1-메틸시클로펜틸알루미녹산, 페닐알루미녹산 또는 2,6-디메틸페닐 알루미녹산 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.More specifically, the aluminoxane is methyl aluminoxane (MAO), modified methyl aluminoxane (MMAO), ethyl aluminoxane, n-propyl aluminoxane, isopropyl aluminoxane, butyl aluminoxane, isobutyl aluminoxane, n -Pentylaluminoxane, neopentylaluminoxane, n-hexylaluminoxane, n-octylaluminoxane, 2-ethylhexylaluminoxane, cyclohexylaluminoxane, 1-methylcyclopentylaluminoxane, phenylaluminoxane or 2,6- dimethylphenyl aluminoxane and the like, and any one or a mixture of two or more of them may be used.

또한, 상기 변성 메틸알루미녹산은 메틸알루미녹산의 메틸기를 수식기(R), 구체적으로는 탄소수 2 내지 20의 탄화수소기로 치환한 것으로, 구체적으로는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물일 수 있다.In addition, the modified methylaluminoxane is obtained by substituting the methyl group of methylaluminoxane with a modifier (R), specifically, a hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms, and may be a compound represented by the following formula (4).

[화학식 4][Formula 4]

Figure pat00014
Figure pat00014

상기 화학식 4에서, R은 앞서 정의한 바와 같으며, m 및 n은 서로 독립적으로 2 이상의 정수일 수 있다. 또한, 상기 화학식 5에서, Me는 메틸기(methyl group)을 나타내는 것이다. In Formula 4, R is as defined above, and m and n may be independently integers of 2 or more. In addition, in Formula 5, Me represents a methyl group.

구체적으로, 상기 화학식 4에서 상기 R은 탄소수 2 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 20의 알케닐기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알케닐기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 7 내지 20의 아릴알킬기, 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴기, 알릴기 또는 탄소수 2 내지 20의 알키닐기일 수 있으며, 보다 구체적으로는 에틸기, 이소부틸기, 헥실기 또는 옥틸기 등과 같은 탄소수 2 내지 10의 알킬기이고, 보다 더 구체적으로는 이소부틸기일 수 있다.Specifically, in Formula 4, R is an alkyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkenyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, It may be an arylalkyl group having 7 to 20 carbon atoms, an alkylaryl group having 7 to 20 carbon atoms, an allyl group, or an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, and more specifically, an ethyl group, an isobutyl group, a hexyl group, or an octyl group having 2 carbon atoms such as to 10, and more specifically, it may be an isobutyl group.

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

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

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 촉매 조성물은 상기 알킬화제를 상기 네오디뮴 화합물 1 몰에 대하여 1 내지 200 몰비, 구체적으로는 1 내지 100 몰비, 더욱 구체적으로는 3 내지 20 몰비로 포함하는 것일 수 있다. 만약, 상기 알킬화제를 200 몰비를 초과하여 포함하는 경우에는 중합체 제조 시 촉매 반응 제어가 용이하지 않고, 과량의 알킬화제가 부반응을 일으킬 우려가 있다. In addition, the catalyst composition according to an embodiment of the present invention may include the alkylating agent in a molar ratio of 1 to 200, specifically, 1 to 100, and more specifically, 3 to 20, based on 1 mole of the neodymium compound. there is. If the alkylating agent is included in a molar ratio exceeding 200, it is not easy to control the catalytic reaction during polymer production, and there is a concern that an excessive amount of the alkylating agent may cause a side reaction.

(b) 할로겐화물(b) halides

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

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

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

또한, 상기 할로겐화수소로는 불화수소, 염화수소, 브롬화수소 또는 요오드화수소를 들 수 있다.In addition, hydrogen fluoride, hydrogen chloride, hydrogen bromide or hydrogen iodide may be mentioned as the hydrogen halide.

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

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

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

또한, 상기 유기금속 할라이드로는 디메틸알루미늄 클로라이드, 디에틸알루미늄 클로라이드, 디메틸알루미늄 브로마이드, 디에틸알루미늄 브로마이드, 디메틸알루미늄 플루오라이드, 디에틸알루미늄 플루오라이드, 메틸알루미늄 디클로라이드, 에틸알루미늄 디클로라이드, 메틸알루미늄 디브로마이드, 에틸알루미늄 디브로마이드, 메틸알루미늄 디플루오라이드, 에틸알루미늄 디플루오라이드, 메틸알루미늄 세스퀴클로라이드, 에틸알루미늄 세스퀴클로라이드(EASC), 이소부틸알루미늄 세스퀴클로라이드, 메틸마그네슘 클로라이드, 메틸마그네슘 브로마이드, 에틸마그네슘 클로라이드, 에틸마그네슘 브로마이드, n-부틸마그네슘 클로라이드, n-부틸마그네슘 브로마이드, 페닐마그네슘 클로라이드, 페닐마그네슘 브로마이드, 벤질마그네슘 클로라이드, 트리메틸주석 클로라이드, 트리메틸주석 브로마이드, 트리에틸주석 클로라이드, 트리에틸주석 브로마이드, 디-t-부틸주석 디클로라이드, 디-t-부틸주석 디브로마이드, 디-n-부틸주석 디클로라이드, 디-n-부틸주석 디브로마이드, 트리-n-부틸주석 클로라이드, 트리-n-부틸주석 브로마이드, 메틸마그네슘 요오다이드, 디메틸알루미늄 요오다이드, 디에틸알루미늄 요오다이드, 디-n-부틸알루미늄 요오다이드, 디이소부틸알루미늄 요오다이드, 디-n-옥틸알루미늄 요오다이드, 메틸알루미늄 디요오다이드, 에틸알루미늄 디요오다이드, n-부틸알루미늄 디요오다이드, 이소부틸알루미늄 디요오다이드, 메틸알루미늄 세스퀴요오다이드, 에틸알루미늄 세스퀴요오다이드, 이소부틸알루미늄 세스퀴요오다이드, 에틸마그네슘 요오다이드, n-부틸마그네슘 요오다이드, 이소부틸마그네슘 요오다이드, 페닐마그네슘 요오다이드, 벤질마그네슘 요오다이드, 트리메틸주석 요오다이드, 트리에틸주석 요오다이드, 트리-n-부틸주석 요오다이드, 디-n-부틸주석 디요오다이드 또는 디-t-부틸주석 디요오다이드 등을 들 수 있다.In addition, the organometallic halide includes dimethylaluminum chloride, diethylaluminum chloride, dimethylaluminum bromide, diethylaluminum bromide, dimethylaluminum fluoride, diethylaluminum fluoride, methylaluminum dichloride, ethylaluminum dichloride, methylaluminum dichloride Bromide, Ethylaluminium Dibromide, Methylaluminium Difluoride, Ethylaluminium Difluoride, Methylaluminum Sesquichloride, Ethylaluminium Sesquichloride (EASC), Isobutylaluminium Sesquichloride, Methylmagnesium Chloride, Methylmagnesium Bromide, Ethyl Magnesium chloride, ethylmagnesium bromide, n-butylmagnesium chloride, n-butylmagnesium bromide, phenylmagnesium chloride, phenylmagnesium bromide, benzylmagnesium chloride, trimethyltin chloride, trimethyltin bromide, triethyltin chloride, triethyltin bromide, di -t-butyltin dichloride, di-t-butyltin dibromide, di-n-butyltin dichloride, di-n-butyltin dibromide, tri-n-butyltin chloride, tri-n-butyltin bromide , methyl magnesium iodide, dimethyl aluminum iodide, diethyl aluminum iodide, di-n-butyl aluminum iodide, di-isobutyl aluminum iodide, di-n-octyl aluminum iodide, methyl aluminum Diiodide, Ethyl aluminum diiodide, n-Butyl aluminum diiodide, Isobutyl aluminum diiodide, Methyl aluminum sesquiiodide, Ethyl aluminum sesquiiodide, Isobutyl aluminum sesquiiodide, Ethyl magnesium iodide Odide, n-butylmagnesium iodide, isobutylmagnesium iodide, phenylmagnesium iodide, benzylmagnesium iodide, trimethyltin iodide, triethyltin iodide, tri-n-butyltin iodide Odide, di-n-butyltin diiodide or di-t-butyltin diiodide, etc. are mentioned.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 촉매 조성물은 상기 할로겐화물을 상기 네오디뮴 화합물 1 몰에 대하여 1 몰 내지 20 몰, 보다 구체적으로는 1 몰 내지 5 몰, 보다 구체적으로는 2 몰 내지 3 몰로 포함할 수 있다. 만약, 상기 할로겐화물을 20 몰비를 초과하여 포함하는 경우에는, 촉매 반응의 제거가 용이하지 않고, 과량의 할로겐화물이 부반응을 일으킬 우려가 있다. In addition, the catalyst composition according to an embodiment of the present invention contains the halide in an amount of 1 to 20 moles, more specifically, 1 to 5 moles, and more specifically, 2 to 3 moles, based on 1 mole of the neodymium compound. can include If the halide is included in a molar ratio exceeding 20, it is not easy to remove the catalytic reaction, and there is a possibility that the excess halide may cause a side reaction.

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

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

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

(c) 공액디엔계 단량체(c) conjugated diene-based monomers

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

본 발명에 있어서, 상기 "예비중합(preforming)"이란, 네오디뮴 화합물, 알킬화제 및 할로겐화물을 포함하는 촉매 조성물, 즉 촉매 시스템에서 디이소부틸알루미늄 하이드라이드(DIBAH) 등을 포함하는 경우, 이와 함께 다양한 촉매 조성물 활성종 생성가능성을 줄이기 위해 1,3-부타디엔 등의 공액디엔계 단량체를 소량 첨가하게 되며, 1,3-부타디엔 첨가와 함께 촉매 조성물 시스템 내에서 전(pre) 중합이 이루어짐을 의미할 수 있다. 또한 "예비혼합(premix)"이란 촉매 조성물 시스템에서 중합이 이루어지지 않고 각 화합물들이 균일하게 혼합된 상태를 의미할 수 있다.In the present invention, the "preforming" means a catalyst composition containing a neodymium compound, an alkylating agent and a halide, that is, when diisobutylaluminum hydride (DIBAH) is included in the catalyst system, various In order to reduce the possibility of generating active species in the catalyst composition, a small amount of conjugated diene-based monomers such as 1,3-butadiene are added, and it may mean that pre-polymerization is performed in the catalyst composition system together with the addition of 1,3-butadiene. there is. In addition, "premix" may mean a state in which each compound is uniformly mixed without polymerization in the catalyst composition system.

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

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 촉매 조성물은 유기용매 중에서 전술한 네오디뮴 화합물 및 알킬화제, 할로겐화물 및 공액디엔계 단량체 중 적어도 하나, 구체적으로는 네오디뮴 화합물, 알킬화제 및 할로겐화물, 그리고 선택적으로 공액디엔계 단량체를 혼합함으로써 제조할 수 있다. 이때, 상기 유기용매는 상기한 촉매 조성물의 구성 성분들과 반응성이 없는 비극성 용매일 수 있다. 구체적으로, 상기 비극성 용매는 n-펜탄, n-헥산, n-헵탄, n-옥탄, n-노난, n-데칸, 이소펜탄, 이소헥산, 이소펜탄, 이소옥탄, 2,2-디메틸부탄, 시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로펜탄 또는 메틸시클로헥산 등과 같은 선형, 분지형 또는 환형의 탄소수 5 내지 20의 지방족 탄화수소; 석유 에테르(petroleum ether) 또는 석유 주정제(petroleum spirits), 또는 케로센(kerosene) 등과 같은 탄소수 5 내지 20의 지방족 탄화수소의 혼합용매; 또는 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 크실렌 등과 같은 방향족 탄화수소계 용매 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 비극성 용매는 상기한 선형, 분지형 또는 환형의 탄소수 5 내지 20의 지방족 탄화수소 또는 지방족 탄화수소의 혼합용매일 수 있으며, 보다 더 구체적으로는 n-헥산, 시클로헥산, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.The catalyst composition according to an embodiment of the present invention is at least one of the aforementioned neodymium compound and an alkylating agent, a halide and a conjugated diene-based monomer in an organic solvent, specifically a neodymium compound, an alkylating agent and a halide, and optionally a conjugated diene-based monomer. It can be prepared by mixing monomers. In this case, the organic solvent may be a non-polar solvent having no reactivity with the components of the catalyst composition. Specifically, the non-polar solvent is n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane, isopentane, isohexane, isopentane, isooctane, 2,2-dimethylbutane, cyclo linear, branched or cyclic aliphatic hydrocarbons having 5 to 20 carbon atoms such as pentane, cyclohexane, methylcyclopentane or methylcyclohexane; mixed solvents of aliphatic hydrocarbons having 5 to 20 carbon atoms, such as petroleum ether, petroleum spirits, or kerosene; Or it may be an aromatic hydrocarbon-based solvent such as benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, etc., and any one or a mixture of two or more of these may be used. More specifically, the non-polar solvent may be a linear, branched or cyclic aliphatic hydrocarbon having 5 to 20 carbon atoms or a mixture of aliphatic hydrocarbons, more specifically n-hexane, cyclohexane, or a mixture thereof. can

또한, 상기 유기용매는 촉매 조성물을 구성하는 구성 성분, 특히 알킬화제의 종류에 따라 적절히 선택될 수 있다.In addition, the organic solvent may be appropriately selected according to the type of components constituting the catalyst composition, particularly the alkylating agent.

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

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

한편, 상기 유기용매는 네오디뮴 화합물 1 몰에 대하여 20 몰 내지 20,000 몰로, 보다 구체적으로는 100 몰 내지 1,000 몰로 사용되는 것일 수 있다.Meanwhile, the organic solvent may be used in an amount of 20 to 20,000 moles, more specifically, 100 to 1,000 moles, based on 1 mole of the neodymium compound.

한편, 상기 단계 1의 중합은 적어도 2기의 반응기를 포함하는 중합 반응기에서 연속식 중합으로 수행하거나, 회분식 반응기에서 수행되는 것일 수 있다. Meanwhile, the polymerization of step 1 may be carried out in a continuous polymerization in a polymerization reactor including at least two reactors or in a batch reactor.

또한, 상기 중합은 승온 중합, 등온 중합 또는 정온 중합(단열 중합)일 수 있다. In addition, the polymerization may be elevated temperature polymerization, isothermal polymerization or constant temperature polymerization (adiabatic polymerization).

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

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

상기 중합은 -20℃ 내지 200℃의 온도범위에서 수행하는 것일 수 있으며, 구체적으로는 50℃ 내지 150℃, 더욱 구체적으로는 10℃ 내지 120℃ 또는 60℃ 내지 90℃의 온도범위에서 15분 내지 3시간 동안 수행하는 것일 수 있다. 만약, 상기 중합 시 온도가 200℃를 초과하는 경우에는 중합 반응을 충분히 제어하기 어렵고, 생성된 공액디엔계 중합체의 시스-1,4 결합 함량이 낮아질 우려가 있으며, 온도가 -20℃ 미만이면 중합반응 속도 및 효율이 저하될 우려가 있다.The polymerization may be carried out at a temperature range of -20 ° C to 200 ° C, specifically 50 ° C to 150 ° C, more specifically 10 ° C to 120 ° C or 60 ° C to 90 ° C in a temperature range of 15 minutes to It can be done for 3 hours. If the temperature during the polymerization exceeds 200 ° C, it is difficult to sufficiently control the polymerization reaction, there is a concern that the cis-1,4 bond content of the resulting conjugated diene polymer may be lowered, and if the temperature is less than -20 ° C, polymerization There is a possibility that the reaction rate and efficiency may decrease.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법은 상기 활성 중합체를 제조한 후 폴리옥시에틸렌글리콜포스페이트 등과 같은 중합반응을 완료시키기 위한 반응정지제; 또는 2,6-디-t-부틸파라크레졸 등과 같은 산화방지제 등의 첨가제를 더 사용하여 중합을 종결시키는 단계를 포함할 수 있다. 이외에도, 반응정지제와 함께 용액중합을 용이하도록 하는 첨가제, 예컨대 킬레이트제, 분산제, pH 조절제, 탈산소제 또는 산소포착제(oxygen scavenger)와 같은 첨가제를 선택적으로 더 사용할 수 있다.In addition, the method for preparing the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention includes a reaction terminator for completing a polymerization reaction such as polyoxyethylene glycol phosphate after preparing the active polymer; Alternatively, a step of terminating the polymerization by further using an additive such as an antioxidant such as 2,6-di-t-butyl paracresol and the like may be included. In addition, additives such as a chelating agent, a dispersing agent, a pH adjusting agent, an oxygen scavenger, or an oxygen scavenger may be optionally used together with the reaction terminating agent to facilitate solution polymerization.

S2 단계S2 phase

상기 S2 단계는 활성 중합체를 변성 또는 커플링반응시켜 작용기를 포함하는 변성 공액디엔계 중합체를 제조하는 단계로, 상기 활성 중합체에 화학식 1로 표시되는 테트라설파이드 유도체를 반응시켜 수행할 수 있다. The step S2 is a step of preparing a modified conjugated diene-based polymer having a functional group by modifying or coupling the active polymer, and may be performed by reacting the active polymer with a tetrasulfide derivative represented by Formula 1.

상기 테트라설파이드 유도체는 촉매 조성물 내 네오디뮴 화합물 1 몰 대비 0.5 몰 내지 20 몰로 사용하는 것일 수 있다. 구체적으로는 상기 변성제는 촉매 조성물 내 네오디뮴 화합물 1 몰 대비 1 몰 내지 15 몰, 더욱 구체적으로는 촉매 조성물 내 네오디뮴 화합물 1몰 대비 1 몰 내지 10 몰로 사용하는 것일 수 있다. The tetrasulfide derivative may be used in an amount of 0.5 to 20 moles based on 1 mole of the neodymium compound in the catalyst composition. Specifically, the modifier may be used in an amount of 1 to 15 moles based on 1 mole of the neodymium compound in the catalyst composition, and more specifically, 1 to 10 moles based on 1 mole of the neodymium compound in the catalyst composition.

또한, 상기 S2 단계의 반응은 0℃ 내지 90℃에서 1분 내지 5시간 동안 반응을 수행하는 것일 수 있다.In addition, the reaction of step S2 may be performed at 0 ° C to 90 ° C for 1 minute to 5 hours.

상기 S2 단계의 반응 종료 후, 2,6-디-t-부틸-p-크레졸(BHT)의 이소프로판올 용액 등을 중합 반응계에 첨가하여 중합 반응을 정지시킬 수 있다. After completion of the reaction in step S2, the polymerization reaction may be stopped by adding an isopropanol solution of 2,6-di-t-butyl-p-cresol (BHT) to the polymerization reaction system.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 제조방법은 S2 단계 이후에 수증기의 공급을 통해 용제의 분압을 낮추는 스팀 스트립핑 등의 탈용매 처리나 진공 건조 처리를 거쳐서 변성 공액디엔계 중합체를 수득할 수 있다. 또한, 상기한 반응의 결과로 수득되는 반응생성물 중에는 상기한 변성 공액디엔 중합체와 함께, 변성되지 않은, 활성 중합체가 포함될 수도 있다.In the manufacturing method according to an embodiment of the present invention, a modified conjugated diene-based polymer can be obtained by desolvation treatment such as steam stripping or vacuum drying treatment to lower the partial pressure of the solvent through the supply of steam after step S2. . In addition, among the reaction products obtained as a result of the above reaction, an unmodified, active polymer may be included together with the above-described modified conjugated diene polymer.

고무 조성물rubber composition

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

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

또한, 상기 고무 조성물은 상기 변성 공액디엔계 중합체 외에 필요에 따라 다른 고무 성분을 더 포함할 수 있으며, 이때 상기 고무 성분은 고무 조성물 총 중량에 대하여 90 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있다. 구체적으로는 상기 변성 공액디엔계 공중합체 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. Specifically, it may be included in 1 part by weight to 900 parts by weight based on 100 parts by weight of the modified conjugated diene-based copolymer.

상기 고무 성분은 천연고무 또는 합성고무일 수 있으며, 예컨대 상기 고무 성분은 시스-1,4-폴리이소프렌을 포함하는 천연고무(NR); 상기 일반적인 천연고무를 변성 또는 정제한, 에폭시화 천연고무(ENR), 탈단백 천연고무(DPNR), 수소화 천연고무 등의 변성 천연고무; 스티렌-부타디엔 공중합체(SBR), 폴리부타디엔(BR), 폴리이소프렌(IR), 부틸고무(IIR), 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리이소부틸렌-코-이소프렌, 네오프렌, 폴리(에틸렌-코-프로필렌), 폴리(스티렌-코-부타디엔), 폴리(스티렌-코-이소프렌), 폴리(스티렌-코-이소프렌-코-부타디엔), 폴리(이소프렌-코-부타디엔), 폴리(에틸렌-코-프로필렌-코-디엔), 폴리설파이드 고무, 아크릴 고무, 우레탄 고무, 실리콘 고무, 에피클로로히드린 고무, 할로겐화 부틸 고무 등과 같은 합성고무일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. The rubber component may be natural rubber or synthetic rubber, for example, 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 obtained by modifying or refining 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, halogenated butyl rubber, and the like, and any one or a mixture of two or more of these may be used.

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

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

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

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

상기 실란 커플링제로는 구체적으로 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라술피드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)트리술피드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)디술피드, 비스(2-트리에톡시실릴에틸)테트라술피드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)테트라술피드, 비스(2-트리메톡시실릴에틸)테트라술피드, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 2-머캅토에틸트리메톡시실란, 2-머캅토에틸트리에톡시실란, 3-트리메톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 2-트리에톡시실릴에틸-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아졸릴테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필벤졸릴테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필메타크릴레이트모노술피드, 3-트리메톡시실릴프로필메타크릴레이트모노술피드, 비스(3-디에톡시메틸실릴프로필)테트라술피드, 3-머캅토프로필디메톡시메틸실란, 디메톡시메틸실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드 또는 디메톡시메틸실릴프로필벤조티아졸릴테트라술피드 등을 들 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로는 보강성 개선 효과를 고려할 때 상기 실란 커플링제는 비스(3-트리에톡시실릴프로필)폴리술피드 또는 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아질테트라술피드일 수 있다. The silane coupling agent is specifically bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (2-triethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane , 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasul Feed, 3-triethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 3-trimethoxysilyl Propylbenzothiazolyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylbenzolyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylmethacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropylmethacrylate monosulfide, bis (3-diethoxymethylsilylpropyl)tetrasulfide, 3-mercaptopropyldimethoxymethylsilane, dimethoxymethylsilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide or dimethoxymethylsilylpropylbenzothiazolyl tetrasulfide and the like, and any one or a mixture of two or more of these may be used. More specifically, considering the effect of improving reinforcing properties, the silane coupling agent may be bis(3-triethoxysilylpropyl) polysulfide or 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazyltetrasulfide.

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

상기 가황제는 구체적으로 황분말일 수 있으며, 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 함량범위로 포함될 때, 가황 고무 조성물의 필요한 탄성률 및 강도를 확보할 수 있으며, 동시에 저연비성을 얻을 수 있다. The vulcanizing agent may be a sulfur powder, and may be included in an amount of 0.1 part by weight to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component. When included in the above content range, it is possible to secure the necessary elastic modulus and strength of the vulcanized rubber composition, and at the same time, it is possible to obtain low fuel consumption.

또한, 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 고무 조성물은 상기한 성분들 외에, 통상 고무 공업계에서 사용되는 각종 첨가제, 구체적으로는 가황 촉진제, 공정유, 가소제, 노화 방지제, 스코치 방지제, 아연화(zinc white), 스테아르산, 열경화성 수지, 또는 열가소성 수지 등을 더 포함할 수 있다.In addition, the rubber composition according to an embodiment of the present invention, in addition to the above components, various additives commonly used in the rubber industry, specifically, vulcanization accelerators, process oils, plasticizers, anti-aging agents, anti-scorch agents, zinc white ), stearic acid, a thermosetting resin, or a thermoplastic resin may be further included.

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

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

또한, 상기 노화방지제로는 구체적으로 N-이소프로필-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민, 6-에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린, 또는 디페닐아민과 아세톤의 고온 축합물 등을 들 수 있다. 상기 노화방지제는 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 6 중량부로 사용될 수 있다.In addition, the anti-aging agent is specifically N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine, 6- Toxy-2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, or a high-temperature condensate of diphenylamine and acetone, and the like are exemplified. The antioxidant may be used in an amount of 0.1 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component.

본 발명의 일 실시예에 따른 고무 조성물은 상기 배합 처방에 의해 밴버리 믹서, 롤, 인터널 믹서 등의 혼련기를 사용하여 혼련함으로써 수득될 수 있으며, 또 성형 가공 후 가황 공정에 의해 저발열성이며 내마모성이 우수한 고무 조성물이 수득될 수 있다.The rubber composition according to an embodiment of the present invention can be obtained by kneading using a kneading machine such as a Banbury mixer, a roll, or an internal mixer according to the above compounding prescription, and has low heat generation and wear resistance by a vulcanization process after molding. This excellent rubber composition can be obtained.

이에 따라 상기 고무 조성물은 타이어 트레드, 언더 트레드, 사이드 월, 카카스 코팅 고무, 벨트 코팅 고무, 비드 필러, 췌이퍼, 또는 비드 코팅 고무 등의 타이어의 각 부재나, 방진고무, 벨트 컨베이어, 호스 등의 각종 공업용 고무 제품의 제조에 유용할 수 있다.Accordingly, the rubber composition may be used for each member of a tire such as a tire tread, under tread, side wall, carcass coated rubber, belt coated rubber, bead filler, cheifer, or bead coated rubber, anti-vibration rubber, belt conveyor, hose, etc. It can be useful in the manufacture of various industrial rubber products.

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

이하, 실시예 및 실험예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 이들 만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples and experimental examples. However, the following examples and experimental examples are for exemplifying the present invention, and the scope of the present invention is not limited only to these.

제조예 1Preparation Example 1

(1) 1-(2-(2-(2-클로로에톡시)에톡시)에톡시)부탄(1-(2-(2-(2-chloroethoxy)ethoxy)ethoxy)butane)의 제조(1) Preparation of 1- (2- (2- (2-chloroethoxy) ethoxy) ethoxy) butane (1- (2- (2- (2-chloroethoxy) ethoxy) ethoxy) butane

빙점조(ice bath)에서, 250 ml 둥근바닥 플라스크에 트리에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르(triethylene glycol monobutyl ether) 20 g을 넣고 디클로로메탄(dichloromethane, DCM) 100 ml를 넣어 용해시켰다. 이후, 디메틸폼아마이드(dimethylformamide, DMF)를 촉매량으로 700 mg을 투입하고 티오닐 클로라이드(thionyl chloride) 7 ml를 천천히 첨가하면서 반응시켰다. 반응이 종료되면 물을 넣어 추출(extraction)을 진행하고, 소듐 설페이트(sodium sulfate)로 유기층의 수분을 제거한 다음 여과하였다. 이후, 감압하여 용매를 제거하여 중간체인 1-(2-(2-(2-클로로에톡시)에톡시)에톡시)부탄을 얻었다(16 g, 수율: 73%). %). 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼을 관찰하여 상기 중간체가 형성되었음을 확인하였다.In an ice bath, 20 g of triethylene glycol monobutyl ether was added to a 250 ml round bottom flask and dissolved in 100 ml of dichloromethane (DCM). Thereafter, 700 mg of dimethylformamide (DMF) was added as a catalytic amount and reacted while slowly adding 7 ml of thionyl chloride. When the reaction was completed, water was added to perform extraction, and after removing moisture from the organic layer with sodium sulfate, the mixture was filtered. Thereafter, the solvent was removed under reduced pressure to obtain 1-(2-(2-(2-chloroethoxy)ethoxy)ethoxy)butane as an intermediate (16 g, yield: 73%). %). It was confirmed that the intermediate was formed by observing the 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy spectrum.

1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 4.05 (2H, m), 3.64 (2H, t), 3.62 (6H, m), 3.48 (2H, t), 3.36 (2H, t), 1.47 (2H, t), 1.27 (2H, q), 0.82 (3H, t). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ) δ 4.05 (2H, m), 3.64 (2H, t), 3.62 (6H, m), 3.48 (2H, t), 3.36 (2H, t), 1.47 (2H, t), 1.27 (2H, q), 0.82 (3H, t).

(2) 화학식 1-1로 표시되는 화합물의 제조(2) Preparation of a compound represented by Formula 1-1

50 ml 둥근바닥 플라스크에 상기 중간체 5 g을 넣고, 에탄올 5 ml에 용해시켰다. 이후, 디소듐 테트라설파이드(disodium tetrasulfide) 1.8 g을 넣고 85℃에서 반응시켰다. 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하고 디클로로메탄를 투입하여 용용해시킨 후 여과하여 소듐 클로라이드를 제거하였다. 이후, 감압하여 용매를 제거하여 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 수득하였다(5.3 g, 수율 94%). 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼을 관찰하여 하기 화학식 1-1의 화합물이 형성되었음을 확인하였다. 5 g of the above intermediate was placed in a 50 ml round bottom flask and dissolved in 5 ml of ethanol. Thereafter, 1.8 g of disodium tetrasulfide was added and reacted at 85°C. After the reaction was completed, the solvent was removed under reduced pressure, dissolved in dichloromethane, and then filtered to remove sodium chloride. Thereafter, the solvent was removed under reduced pressure to obtain a compound represented by Formula 1-1 (5.3 g, yield 94%). By observing the 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy spectrum, it was confirmed that the compound represented by Chemical Formula 1-1 was formed.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure pat00015
Figure pat00015

1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 3.72 (4H, m), 3.67 (12H, m), 3.61 (4H, m), 3.58 (4H, m), 3.46 (4H, t), 1.57 (4H, t), 1.36 (4H, q), 0.91 (9H, t). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ) δ 3.72 (4H, m), 3.67 (12H, m), 3.61 (4H, m), 3.58 (4H, m), 3.46 (4H, t), 1.57 (4H, t), 1.36 (4H, q), 0.91 (9H, t).

제조예 2Preparation Example 2

(1) 1-클로로-2-(2-(2-에톡시)에톡시)에톡시)에탄(1-chrolo-2-(2-(2-ethoxy)ethoxy)ethoxy)ethane)의 제조(1) Preparation of 1-chloro-2- (2- (2-ethoxy) ethoxy) ethoxy) ethane (1-chloro-2- (2- (2-ethoxy) ethoxy) ethoxy) ethane

빙점조(ice bath)에서, 100 ml 둥근바닥 플라스크에 트리에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르(triethylene glycol monoethyl ether) 10 g을 넣고 디클로로메탄(dichloromethane, DCM) 56 ml를 넣어 용해시켰다. 이후, 디메틸폼아마이드(dimethylformamide, DMF)를 촉매량으로 410 mg을 투입하고 티오닐 클로라이드(thionyl chloride) 4 ml를 천천히 첨가하면서 반응시켰다. 반응이 종료되면 물을 넣어 추출(extraction)을 진행하고, 소듐 설페이트(sodium sulfate)로 유기층의 수분을 제거한 다음 여과하였다. 이후, 감압하여 용매를 제거하여 중간체인 1-클로로-2-(2-(2-에톡시)에톡시)에톡시)에탄을 얻었다(5 g, 수율: 45%). 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼을 관찰하여 상기 중간체가 형성되었음을 확인하였다.In an ice bath, 10 g of triethylene glycol monoethyl ether was added to a 100 ml round bottom flask and 56 ml of dichloromethane (DCM) was added to dissolve the mixture. Thereafter, 410 mg of dimethylformamide (DMF) was added as a catalytic amount and reacted while slowly adding 4 ml of thionyl chloride. When the reaction was completed, water was added to perform extraction, and after removing moisture from the organic layer with sodium sulfate, the mixture was filtered. Thereafter, the solvent was removed under reduced pressure to obtain 1-chloro-2-(2-(2-ethoxy)ethoxy)ethoxy)ethane as an intermediate (5 g, yield: 45%). It was confirmed that the intermediate was formed by observing the 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy spectrum.

1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 4.00 (2H, m), 3.64 (2H, t), 3.62 (6H, m), 3.48 (2H, t), 3.36 (2H, t), 1.47 (2H, t), 1.27 (2H, q), 0.82 (3H, t). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ) δ 4.00 (2H, m), 3.64 (2H, t), 3.62 (6H, m), 3.48 (2H, t), 3.36 (2H, t), 1.47 (2H, t), 1.27 (2H, q), 0.82 (3H, t).

(2) 화학식 1-2로 표시되는 화합물의 제조(2) Preparation of a compound represented by Formula 1-2

50 ml 둥근바닥 플라스크에 상기 중간체 5 g을 넣고, 에탄올 5 ml에 용해시켰다. 이후, 디소듐 테트라설파이드(disodium tetrasulfide) 2.1 g을 넣고 85℃에서 반응시켰다. 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하고 디클로로메탄를 투입하여 용용해시킨 후 여과하여 소듐 클로라이드를 제거하였다. 이후, 감압하여 용매를 제거하여 하기 화학식 1-2로 표시되는 화합물을 수득하였다(4.8 g, 수율 83%). 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼을 관찰하여 하기 화학식 1-2의 화합물이 형성되었음을 확인하였다. 5 g of the above intermediate was placed in a 50 ml round bottom flask and dissolved in 5 ml of ethanol. Thereafter, 2.1 g of disodium tetrasulfide was added and reacted at 85°C. After the reaction was completed, the solvent was removed under reduced pressure, dissolved in dichloromethane, and then filtered to remove sodium chloride. Thereafter, the solvent was removed under reduced pressure to obtain a compound represented by Formula 1-2 (4.8 g, yield 83%). By observing the 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy spectrum, it was confirmed that the compound represented by Chemical Formula 1-2 was formed.

[화학식 1-2][Formula 1-2]

Figure pat00016
Figure pat00016

1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 3.62 (4H, m), 3.54 (12H, m), 3.43 (4H, m), 3.36 (4H, m), 0.90 (6H, t). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ) δ 3.62 (4H, m), 3.54 (12H, m), 3.43 (4H, m), 3.36 (4H, m), 0.90 (6H, t).

제조예 3Preparation Example 3

(1) ((2-(2-클로로에톡시)에톡시)메틸)벤젠((2-(2-chloroethoxy)ethoxy)methyl)benzene)의 제조(1) Preparation of ((2- (2-chloroethoxy) ethoxy) methyl) benzene ((2- (2-chloroethoxy) ethoxy) methyl) benzene

빙점조(ice bath)에서, 250 ml 둥근바닥 플라스크에 디에틸렌글리콜 모노벤질트리에테르(diethylene glycol monobenzyl ether) 20 g을 넣고 디클로로메탄(dichloromethane, DCM) 100 ml를 넣어 용해시켰다. 이후, 디메틸폼아마이드(dimethylformamide, DMF)를 촉매량으로 744 mg을 투입하고 티오닐 클로라이드(thionyl chloride) 7.4 ml를 천천히 첨가하면서 반응시켰다. 반응이 종료되면 물을 넣어 추출(extraction)을 진행하고, 소듐 설페이트(sodium sulfate)로 유기층의 수분을 제거한 다음 여과하였다. 이후, 감압하여 용매를 제거하여 중간체인 ((2-(2-클로로에톡시)에톡시)메틸)벤젠을 얻었다(20 g, 수율: 91%). 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼을 관찰하여 상기 중간체가 형성되었음을 확인하였다.In an ice bath, 20 g of diethylene glycol monobenzyl ether was added to a 250 ml round bottom flask and 100 ml of dichloromethane (DCM) was added to dissolve the mixture. Thereafter, 744 mg of dimethylformamide (DMF) was added as a catalytic amount and reacted while slowly adding 7.4 ml of thionyl chloride. When the reaction was completed, water was added to perform extraction, and after removing moisture from the organic layer with sodium sulfate, the mixture was filtered. Thereafter, the solvent was removed under reduced pressure to obtain an intermediate ((2-(2-chloroethoxy)ethoxy)methyl)benzene (20 g, yield: 91%). It was confirmed that the intermediate was formed by observing the 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy spectrum.

1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.31 (5H, m), 4.57 (2H, s), 3.76 (2H, t), 3.70 (2H, t), 3.64 (4H, m). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ) δ 7.31 (5H, m), 4.57 (2H, s), 3.76 (2H, t), 3.70 (2H, t), 3.64 (4H, m).

(2) 화학식 1-3으로 표시되는 화합물의 제조(2) Preparation of a compound represented by Formula 1-3

50 ml 둥근바닥 플라스크에 상기 중간체 10 g을 넣고, 에탄올 15 ml에 용해시켰다. 이후, 디소듐 테트라설파이드(disodium tetrasulfide) 3.9 g을 넣고 85℃에서 반응시켰다. 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하고 디클로로메탄를 투입하여 용용해시킨 후 여과하여 소듐 클로라이드를 제거하였다. 이후, 감압하여 용매를 제거하여 하기 화학식 1-3으로 표시되는 화합물을 수득하였다(9.8 g, 수율 86%). 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼을 관찰하여 하기 화학식 1-3의 화합물이 형성되었음을 확인하였다. 10 g of the above intermediate was placed in a 50 ml round bottom flask and dissolved in 15 ml of ethanol. Thereafter, 3.9 g of disodium tetrasulfide was added and reacted at 85°C. After the reaction was completed, the solvent was removed under reduced pressure, dissolved in dichloromethane, and then filtered to remove sodium chloride. Thereafter, the solvent was removed under reduced pressure to obtain a compound represented by Formula 1-3 (9.8 g, yield 86%). By observing the 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy spectrum, it was confirmed that the compound represented by Chemical Formula 1-3 was formed.

[화학식 1-3][Formula 1-3]

Figure pat00017
Figure pat00017

1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 7.36 (10H, m), 4.55 (4H, s), 3.75 (4H, t), 3.64 (8H, m), 3.20 (4H, m). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ) δ 7.36 (10H, m), 4.55 (4H, s), 3.75 (4H, t), 3.64 (8H, m), 3.20 (4H, m).

제조예 4Production Example 4

(1) 2-(2-(2-(2-클로로에톡시)에톡시)에톡시)프로판(2-(2-(2-(2-chloroethoxy)ethoxy)ethoxy)propane)의 제조(1) Preparation of 2- (2- (2- (2-chloroethoxy) ethoxy) ethoxy) propane (2- (2- (2- (2-chloroethoxy) ethoxy) ethoxy) propane)

빙점조(ice bath)에서, 100 ml 둥근바닥 플라스크에 트리에틸렌 글리콜 모노이소프로필 에테르(triethylene glycol monoisopropyl ether) 10 g을 넣고 디클로로메탄(dichloromethane, DCM) 52 ml를 넣어 용해시켰다. 이후, 디메틸폼아마이드(dimethylformamide, DMF)를 촉매량으로 380 mg을 투입하고 티오닐 클로라이드(thionyl chloride) 3.8 ml를 천천히 첨가하면서 반응시켰다. 반응이 종료되면 물을 넣어 추출(extraction)을 진행하고, 소듐 설페이트(sodium sulfate)로 유기층의 수분을 제거한 다음 여과하였다. 이후, 감압하여 용매를 제거하여 중간체인 2-(2-(2-(2-클로로에톡시)에톡시)에톡시)프로판을 얻었다(8.2 g, 수율: 74%). 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼을 관찰하여 상기 중간체가 형성되었음을 확인하였다.In an ice bath, 10 g of triethylene glycol monoisopropyl ether was added to a 100 ml round bottom flask and 52 ml of dichloromethane (DCM) was added to dissolve the mixture. Thereafter, 380 mg of dimethylformamide (DMF) was added as a catalyst and reacted while slowly adding 3.8 ml of thionyl chloride. When the reaction was completed, water was added to perform extraction, and after removing moisture from the organic layer with sodium sulfate, the mixture was filtered. Thereafter, the solvent was removed under reduced pressure to obtain 2-(2-(2-(2-chloroethoxy)ethoxy)ethoxy)propane as an intermediate (8.2 g, yield: 74%). It was confirmed that the intermediate was formed by observing the 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy spectrum.

1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 4.10 (2H, m), 3.80 (2H, t), 3.65 (7H, m), 3.57 (2H, t), 1.10 (6H, d). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ) δ 4.10 (2H, m), 3.80 (2H, t), 3.65 (7H, m), 3.57 (2H, t), 1.10 (6H, d).

(2) 화학식 1-4로 표시되는 화합물의 제조(2) Preparation of a compound represented by Formula 1-4

50 ml 둥근바닥 플라스크에 상기 중간체 8.2 g을 넣고, 에탄올 12 ml에 용해시켰다. 이후, 디소듐 테트라설파이드(disodium tetrasulfide) 3.2 g을 넣고 85℃에서 반응시켰다. 반응이 종료되면 감압하여 용매를 제거하고 디클로로메탄를 투입하여 용용해시킨 후 여과하여 소듐 클로라이드를 제거하였다. 이후, 감압하여 용매를 제거하여 하기 화학식 1-4로 표시되는 화합물을 수득하였다(8.9 g, 수율 95%). 1H 핵자기 공명 분광학적 스펙트럼을 관찰하여 하기 화학식 1-4의 화합물이 형성되었음을 확인하였다. 8.2 g of the above intermediate was placed in a 50 ml round bottom flask and dissolved in 12 ml of ethanol. Thereafter, 3.2 g of disodium tetrasulfide was added and reacted at 85°C. After the reaction was completed, the solvent was removed under reduced pressure, dissolved in dichloromethane, and then filtered to remove sodium chloride. Thereafter, the solvent was removed under reduced pressure to obtain a compound represented by Formula 1-4 (8.9 g, yield 95%). By observing the 1 H nuclear magnetic resonance spectroscopy spectrum, it was confirmed that the compound represented by Formula 1-4 was formed.

[화학식 1-4][Formula 1-4]

Figure pat00018
Figure pat00018

1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ 3.85 (8H, m), 3.60 (14H, m), 3.55 (4H, t), 1.15 (12H, d). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ) δ 3.85 (8H, m), 3.60 (14H, m), 3.55 (4H, t), 1.15 (12H, d).

실시예 1Example 1

20L 오토클레이브 반응기에 1,3-부타디엔 900 g 및 n-헥산 6,600 g을 넣은 후 반응기 내부 온도를 70℃로 승온하였다. 여기에 촉매 조성물을 첨가한 후, 60분 동안 중합을 진행하였다. 이때, 상기 촉매 조성물은 n-헥산 용매 중에 네오디뮴 버서테이트(Neodymium versatate(Nd(2-에틸헥사노에이트)3), Solvay 社)을 첨가하고, 디이소부틸알루미늄 하이드라이드(DIBAH), 디에틸알루미늄 클로라이드(DEAC)를 상기 네오디뮴 버서테이트:DIBAH:DEAC=1:16:2.4의 몰비가 되도록 순차 투입한 후 혼합하여 제조하였다. 상기 제조예 1에서 제조된 화학식 1-1의 화합물이 함유된 에틸벤젠 용액을 첨가한 후 70℃에서 30분 동안 변성반응을 진행시켰다(Nd:화학식 1=1:0.5 몰비). 이후, 중합정지제 1.0 g이 포함된 헥산용액과 산화방지제인 WINGSTAY (Eliokem SAS, France)가 헥산에 30 중량% 녹아있는 용액을 첨가하여 반응을 종결시키고, 그 결과 얻어진 중함물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 다음, 롤 건조하여 잔량의 용매와 물을 제거하여 변성 부타디엔 중합체를 제조하였다. After putting 900 g of 1,3-butadiene and 6,600 g of n-hexane in a 20L autoclave reactor, the temperature inside the reactor was raised to 70°C. After the catalyst composition was added thereto, polymerization was performed for 60 minutes. At this time, the catalyst composition is added to neodymium versatate (Nd (2-ethylhexanoate) 3 ), Solvay Co.) in n-hexane solvent, diisobutyl aluminum hydride (DIBAH), diethyl aluminum Chloride (DEAC) was sequentially added at a molar ratio of neodymium versatate:DIBAH:DEAC=1:16:2.4, and then mixed. After adding the ethylbenzene solution containing the compound of Formula 1-1 prepared in Preparation Example 1, denaturation was performed at 70° C. for 30 minutes (Nd: Formula 1 = 1: 0.5 molar ratio). Then, the reaction was terminated by adding a hexane solution containing 1.0 g of a polymerization terminator and a solution in which 30% by weight of WINGSTAY (Eliokem SAS, France), an antioxidant, was dissolved in hexane, and the resulting heavy compound was heated with steam. It was put in hot water and stirred to remove the solvent, and then roll dried to remove the remaining amount of solvent and water to prepare a modified butadiene polymer.

실시예 2Example 2

실시예 1에서, 화학식 1-1의 화합물 대신에 제조예 2에서 제조된 화학식 1-2의 화합물을 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 통해서 변성 부타디엔 중합체를 제조하였다. In Example 1, a modified butadiene polymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the compound of Formula 1-2 prepared in Preparation Example 2 was added instead of the compound of Formula 1-1.

실시예 3Example 3

실시예 1에서, 화학식 1-1의 화합물 대신에 제조예 3에서 제조된 화학식 1-3의 화합물을 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 통해서 변성 부타디엔 중합체를 제조하였다.In Example 1, a modified butadiene polymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the compound of Formula 1-3 prepared in Preparation Example 3 was added instead of the compound of Formula 1-1.

실시예 4Example 4

실시예 1에서, 화학식 1-1의 화합물 대신에 제조예 4에서 제조된 화학식 1-4의 화합물을 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 통해서 변성 부타디엔 중합체를 제조하였다.In Example 1, a modified butadiene polymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the compound of Formula 1-4 prepared in Preparation Example 4 was added instead of the compound of Formula 1-1.

비교예 1Comparative Example 1

미변성 부타디엔 중합체로서 CB25(Lanxess 社)를 비교예로 사용하였다.As an unmodified butadiene polymer, CB25 (Lanxess Co.) was used as a comparative example.

비교예 2Comparative Example 2

20L 오토클레이브 반응기에 1,3-부타디엔 900 g 및 n-헥산 6,600 g을 넣은 후 반응기 내부 온도를 70℃로 승온하였다. 여기에 촉매 조성물을 첨가한 후, 60분 동안 중합을 진행하였다. 이때, 상기 촉매 조성물은 n-헥산 용매 중에 네오디뮴 버서테이트(Neodymium versatate(Nd(2-에틸헥사노에이트)3), Solvay 社)을 첨가하고, 디이소부틸알루미늄 하이드라이드(DIBAH), 디에틸알루미늄 클로라이드(DEAC)를 상기 네오디뮴 버서테이트:DIBAH:DEAC=1:16:2.4의 몰비가 되도록 순차 투입한 후 혼합하여 제조하였다. 이후, 중합정지제 1.0 g이 포함된 헥산용액과 산화방지제인 WINGSTAY (Eliokem SAS, France)가 헥산에 30 중량% 녹아있는 용액을 첨가하여 반응을 종결시키고, 그 결과 얻어진 중함물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 다음, 롤 건조하여 잔량의 용매와 물을 제거하여 미변성 부타디엔 중합체를 제조하였다.After putting 900 g of 1,3-butadiene and 6,600 g of n-hexane in a 20L autoclave reactor, the temperature inside the reactor was raised to 70°C. After the catalyst composition was added thereto, polymerization was performed for 60 minutes. At this time, the catalyst composition is added to neodymium versatate (Nd (2-ethylhexanoate) 3 ), Solvay Co.) in n-hexane solvent, diisobutyl aluminum hydride (DIBAH), diethyl aluminum Chloride (DEAC) was sequentially added at a molar ratio of neodymium versatate:DIBAH:DEAC=1:16:2.4, and then mixed. Then, the reaction was terminated by adding a hexane solution containing 1.0 g of a polymerization terminator and a solution in which 30% by weight of WINGSTAY (Eliokem SAS, France), an antioxidant, was dissolved in hexane, and the resulting heavy compound was heated with steam. It was put in warm water and stirred to remove the solvent, and then roll dried to remove the residual amount of solvent and water to prepare an unmodified butadiene polymer.

비교예 3Comparative Example 3

실시예 1에서, 화학식 1-1의 화합물 대신에 하기 화학식 a의 화합물(CAS NO. 1807933-39-6)을 투입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 통해서 변성 부타디엔 중합체를 제조하였다.In Example 1, a modified butadiene polymer was prepared in the same manner as in Example 1, except that the compound of Formula a (CAS NO. 1807933-39-6) was added instead of the compound of Formula 1-1.

[화학식 a][Formula a]

Figure pat00019
Figure pat00019

실험예 1Experimental Example 1

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3의 중합체에 대해 하기와 같은 방법으로 각각의 물성을 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. The physical properties of the polymers of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 were measured in the following manner, and the results are shown in Table 1 below.

(1) 중량평균 분자량(Mw), 수평균 분자량(Mn), 및 분자량 분포(MWD)(1) weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and molecular weight distribution (MWD)

각 중합체를 40℃ 조건 하에서 테트라히드로퓨란(THF)에 30분간 녹인 후 겔 투과 크로마토 그래피(GPC: gel permeation chromatography)에 적재하여 흘려주었다. 이때, 칼럼은 폴리머 라보레토리즈사(Polymer Laboratories)의 상품명 PLgel Olexis 칼럼 두 자루와 PLgel mixed-C 칼럼 한 자루를 조합 사용하였다. 또 새로 교체한 칼럼은 모두 혼합상(mixed bed) 타입의 칼럼을 사용하였으며, 겔 투과 크로마토그래피 표준 물질(GPC Standard material)로서 폴리스티렌(Polystyrene)을 사용하였다.Each polymer was dissolved in tetrahydrofuran (THF) for 30 minutes under a condition of 40° C., and then loaded and flowed through gel permeation chromatography (GPC). At this time, two columns of PLgel Olexis and one column of PLgel mixed-C from Polymer Laboratories were used in combination. In addition, all of the newly replaced columns used a mixed bed type column, and polystyrene was used as a standard material for gel permeation chromatography (GPC standard material).

(2) 무니점도(RP, Raw polymer)(2) Mooney viscosity (RP, Raw polymer)

각 중합체에 대해 Monsanto社 MV2000E로 Large Rotor를 사용하여 100℃에서 Rotor Speed 2±0.02 rpm의 조건에서 무니점도(ML1+4, @100℃)(MU)를 측정하였다. 이때 사용된 시료는 실온(23±3℃)에서 30분 이상 방치환 후 27±3g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 플래턴(Platen)을 작동시켜 토크를 인가하면서 무니점도를 측정하였다. For each polymer, Mooney viscosity (ML1+4, @100°C) (MU) was measured at 100°C using a large rotor with a Monsanto MV2000E at a rotor speed of 2±0.02 rpm. The sample used at this time was left at room temperature (23 ± 3 ° C) for more than 30 minutes, then 27 ± 3 g was taken and filled into the die cavity, and Mooney viscosity was measured while applying torque by operating a platen.

구분division 실시예Example 비교예comparative example 1One 22 33 44 1One 22 33 GPC 결과GPC result Mn(x105 g/mol)Mn (x10 5 g/mol) 2.502.50 2.722.72 1.991.99 2.252.25 2.642.64 2.132.13 2.302.30 Mw(x105 g/mol)Mw(x10 5 g/mol) 5.125.12 5.555.55 5.435.43 5.315.31 6.186.18 4.924.92 5.505.50 MWD(Mw/Mn)MWD (Mw/Mn) 2.042.04 2.042.04 2.722.72 2.362.36 2.352.35 2.312.31 2.392.39 무니점도(RP) (ML1+4, @100℃)(MU)Mooney Viscosity (RP) (ML1+4, @100℃) (MU) 4545 4848 4747 4646 4646 4646 4444

상기 표 1에서, 실시예 1 내지 실시예 4의 변성 부타디엔 중합체는 비교예 2의 미변성 부타디엔 중합체 대비 중량평균 분자량이 증가하였으며, 이를 통해 실시예 1 내지 실시예 4의 변성 부타디엔 중합체는 화학식 1-1, 화학식 1-2, 화학식 1-3 또는 1-4의 화합물에 의하여 변성되었음을 예측할 수 있다.In Table 1, the weight average molecular weight of the modified butadiene polymers of Examples 1 to 4 was increased compared to the unmodified butadiene polymer of Comparative Example 2, and through this, the modified butadiene polymers of Examples 1 to 4 had Formula 1- 1, Chemical Formula 1-2, Chemical Formula 1-3 or 1-4 can be expected to be modified by the compound.

실험예 2Experimental Example 2

상기 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1 내지 3의 중합체를 이용하여 고무 조성물 및 고무 시편을 제조한 후, 하기와 같은 방법으로 무니점도, 인장응력, 300% 모듈러스, 내마모성 그리고 점탄성 특성을 각각 측정하였다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. After preparing rubber compositions and rubber specimens using the polymers of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, Mooney viscosity, tensile stress, 300% modulus, wear resistance and viscoelastic properties were measured in the following manner, respectively. measured. The results are shown in Table 2 below.

구체적으로, 상기 고무 조성물은 상기 각 중합체 100 중량부에 카본블랙 70 중량부, 공정오일(process oil) 22.5 중량부, 노화방지제(TMDQ) 2 중량부, 산화아연(ZnO) 3 중량부 및 스테아린산(stearic acid) 2 중량부를 배합하여 각각의 고무 조성물을 제조하였다. 이후, 상기 각 고무 조성물에 황 2 중량부, 가류 촉진제(CZ) 2 중량부 및 가류 촉진제(DPG) 0.5 중량부를 첨가하고 50℃에서 1.5분 동안 50 rpm으로 약하게 혼합한 후 50℃의 롤을 이용하여 시트 형태의 가황 배합물을 얻었다. 얻은 가황 배합물을 160℃에서 25분 동안 가류하여 고무시편을 제조하였다.Specifically, the rubber composition includes 70 parts by weight of carbon black, 22.5 parts by weight of process oil, 2 parts by weight of an anti-aging agent (TMDQ), 3 parts by weight of zinc oxide (ZnO) and stearic acid (with 100 parts by weight of each polymer). stearic acid) to prepare each rubber composition by mixing 2 parts by weight. Thereafter, 2 parts by weight of sulfur, 2 parts by weight of a vulcanization accelerator (CZ) and 0.5 parts by weight of a vulcanization accelerator (DPG) were added to each of the above rubber compositions, mixed gently at 50 ° C. for 1.5 minutes at 50 rpm, and then using a roll at 50 ° C. Thus, a vulcanized compound in the form of a sheet was obtained. The obtained vulcanized mixture was vulcanized at 160° C. for 25 minutes to prepare a rubber specimen.

(1) 무니점도(FMB, Final Master Batch) 및 무니점도 차(△MV)(1) Mooney viscosity (FMB, Final Master Batch) and Mooney viscosity difference (ΔMV)

무니점도(ML1+4, @100℃)(MU)는 상기 제조된 각 가황 배합물을 이용하여 측정하였다. 구체적으로 Monsanto社 MV2000E로 Large Rotor를 사용하여 100℃에서 Rotor Speed 2±0.02 rpm의 조건에서 무니점도(MV)를 측정하였다. 이때 사용된 시료는 실온(23±3℃)에서 30분 이상 방치환 후 27±3g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 플래턴(Platen)을 작동시켜 토크를 인가하면서 무니점도(FMB)를 측정하였다. Mooney viscosity (ML1+4, @100°C) (MU) was measured using each of the vulcanized formulations prepared above. Specifically, Mooney viscosity (MV) was measured under the condition of a rotor speed of 2 ± 0.02 rpm at 100 ° C using a large rotor with Monsanto's MV2000E. The sample used at this time was left at room temperature (23±3℃) for more than 30 minutes, then 27±3g was taken and filled into the die cavity, and Mooney viscosity (FMB) was measured while applying torque by operating the platen. did

또한, 상기 표 1에 나타낸 각 중합체의 무니점도(RP)와 배합물의 무니점도(FMB)의 차(△MV, FMB-RP)를 계산하였으며, 이때 무니점도 차가 작을수록 가공성이 우수함을 나타낸다. In addition, the difference (ΔMV, FMB-RP) between the Mooney viscosity (RP) of each polymer and the Mooney viscosity (FMB) of the blend shown in Table 1 was calculated. At this time, the smaller the Mooney viscosity difference, the better the processability.

(2) 인장응력(tensile stress) 및 300% 모듈러스(300% modulus) (2) tensile stress and 300% modulus

상기 각 고무 조성물을 150℃에서 t90분 가류 후 ASTM D412에 준하여 가류물의 인장응력 및 300% 신장시의 모듈러스(M-300%)를 측정하였다. After vulcanization of each rubber composition at 150° C. for t90 minutes, tensile stress and modulus (M-300%) at 300% elongation of the vulcanized product were measured according to ASTM D412.

(3) 내마모성(DIN 마모시험)(3) Wear resistance (DIN wear test)

각 고무 시편에 대하여 ASTM D5963에 준하여 DIN 마모시험을 진행하여, DIN loss index(손실 부피 지수(loss volume index): ARIA(Abrasion resistance index, Method A))로 나타내었다. For each rubber specimen, a DIN abrasion test was performed according to ASTM D5963, and it was expressed as a DIN loss index (loss volume index: ARIA (Abrasion resistance index, Method A)).

(4) 점탄성 특성(4) Viscoelastic properties

저 연비 특성에 가장 중요한 Tan δ 물성은 독일 Gabo社 DMTS 500N을 사용하여 주파수 10㎐, Prestrain 3%, Dynamic Strain 3%에서 -60℃~60℃에서의 점탄성 계수(Tan δ)를 측정하였다. 이때, 0℃에서의 Tanδ 값은 젖는 노면 저항성을 나타내는 것이고, 60℃에서의 Tanδ 값은 주행 저항성 특성(연비성)을 나타내는 것이다. For the tan δ property, which is most important for low fuel consumption characteristics, the viscoelastic modulus (Tan δ) was measured at -60 ° C to 60 ° C at a frequency of 10 Hz, a prestrain of 3%, and a dynamic strain of 3% using DMTS 500N from Gabo, Germany. At this time, the Tanδ value at 0°C represents wet road resistance, and the Tanδ value at 60°C represents driving resistance characteristics (fuel economy).

구분division 실시예Example 비교예comparative example 1One 22 33 44 1One 22 33 무니점도(FMB)Mooney Viscosity (FMB) 9595 9696 9494 9595 9595 9393 9898 △MV△MV 5050 4848 4747 4949 4949 4747 5454 인장특성tensile properties M-300%M-300% 111111 110110 107107 112112 100100 108108 106106 인장응력tensile stress 108108 107107 109109 111111 100100 105105 108108 내마모성wear resistance 100100 101101 9999 102102 100100 9999 100100 점탄성 특성Viscoelastic properties Tanδ @ 0℃Tanδ @ 0℃ 9999 100100 101101 9898 100100 100100 9797 Tanδ @ 60℃Tanδ @ 60℃ 115115 110110 112112 113113 100100 103103 106106

상기 표 2에서, 실시예 1 내지 4, 비교예 2 및 3의 인장특성, 내마모성 및 0℃에서의 Tanδ 값의 결과값은 비교예 1의 측정값을 기준으로 하여 하기 수학식 2으로 계산하여 지수화(index)하였으며, 60℃에서의 Tanδ 값은 하기 수학식 3으로 계산하여 지수화하였다.In Table 2, the resulting values of the tensile properties, abrasion resistance, and Tanδ value at 0 ° C of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 2 and 3 are calculated by Equation 2 below based on the measured values of Comparative Example 1 and indexed (index), and the Tanδ value at 60 ° C was calculated and indexed by Equation 3 below.

[수학식 2][Equation 2]

Index=(측정값/기준값)×100Index=(measured value/standard value)×100

[수학식 3][Equation 3]

Index=(기준값/측정값)×100Index=(standard value/measurement value)×100

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 4는 비교예 1 내지 3 대비 동등 수준으로 우수한 가공성 및 내마모성을 나타내면서 인장특성 및 점탄성 특성의 개선된 효과를 나타내었다. As shown in Table 2, Examples 1 to 4 showed improved processability and wear resistance at the same level as Comparative Examples 1 to 3, and improved tensile properties and viscoelastic properties.

구체적으로, 실시예 1 내지 실시예 4는 비교예 2 대비 개선된 인장특성을 나타내면서 약 7% 내지 12%로 현저하게 개선된 주행 저항성 특성을 나타내었으며, 비교예 3 대비 동등 수준의 내마모성 및 개선된 가공성, 인장특성 및 젖은 노면 저항성을 나타내면서 약 4% 내지 8%의 현저히 개선된 주행 저항성 특성을 나타내었다.Specifically, Examples 1 to 4 exhibited significantly improved driving resistance characteristics by about 7% to 12% while exhibiting improved tensile properties compared to Comparative Example 2, and improved abrasion resistance and improved abrasion resistance at an equivalent level compared to Comparative Example 3 It showed significantly improved driving resistance of about 4% to 8% while showing processability, tensile properties and wet road resistance.

여기에서 비교예 2는 본 발명에서 제시하는 테트라설파이드 유도체로 변성시키지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조된 미변성 중합체이고, 비교예 3은 테트라설파이드 유도체이되 본 발명 테트라설파이드 유도체와 분자구조가 다른 화합물로 변성시켜 제조된 변성 중합체이다. Here, Comparative Example 2 is an unmodified polymer prepared in the same manner as in Example 1, except that it is not modified with the tetrasulfide derivative presented in the present invention, and Comparative Example 3 is a tetrasulfide derivative, but the tetrasulfide derivative and the present invention It is a modified polymer produced by modifying a compound with a different molecular structure.

한편, 젖은 노면 저항성과 주행 저항성은 서로 트레이드오프(Trade-off) 관계에 있는 물성으로 두 물성을 동시에 우수한 특성을 나타내는 것은 매우 어려운 것으로 알려져 있다.On the other hand, it is known that wet road resistance and driving resistance are physical properties in a trade-off relationship with each other, and it is very difficult to simultaneously exhibit excellent characteristics of the two properties.

상기 결과를 통하여, 본 발명 화학식 1로 표시되는 테트라설파이드 유도체이 중합체의 변성제로서 적용되어 상기 중합체의 물성을 향상시키는 우수한 효과가 있음을 확인할 수 있고, 나아가 본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 상기 테트라설파이드 유도체로부터 유래된 작용기, 특히 충진제 친화성 작용기를 포함함으로써 충진제 친화성이 우수하고 이에 배합물성이 개선되고 주행 저항성이 크게 개선되는 효과가 있음을 확인할 수 있다.Through the above results, it can be confirmed that the tetrasulfide derivative represented by Formula 1 of the present invention is applied as a polymer modifier and has an excellent effect of improving the physical properties of the polymer, and furthermore, the modified conjugated diene-based polymer according to the present invention It can be seen that the inclusion of a functional group derived from a sulfide derivative, particularly a functional group having affinity for fillers, has excellent filler affinity, thereby improving compounding properties and significantly improving driving resistance.

Claims (14)

하기 화학식 1로 표시되는 테트라설파이드 유도체:
[화학식 1]
Figure pat00020

상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 7 내지 20의 아르알킬기 또는 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴기이고,
n 및 m은 서로 독립적으로 2 내지 6의 정수이다.
A tetrasulfide derivative represented by Formula 1 below:
[Formula 1]
Figure pat00020

In Formula 1,
R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or an alkylaryl group having 7 to 20 carbon atoms,
n and m are independently of each other an integer of 2 to 6;
제1항에 있어서,
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 7 내지 13의 아르알킬기 또는 탄소수 7 내지 13의 알킬아릴기이고,
n 및 m은 서로 독립적으로 2 내지 4의 정수인 것인 테트라설파이드 유도체.
According to claim 1,
In Formula 1,
R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 13 carbon atoms, or an alkylaryl group having 7 to 13 carbon atoms,
n and m are independently of each other an integer of 2 to 4, which is a tetrasulfide derivative.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 탄소수 7 내지 13의 아르알킬기이고,
n 및 m은 서로 독립적으로 2 내지 4의 정수인 것인 테트라설파이드 유도체.
According to claim 1,
In Formula 1,
R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aralkyl group having 7 to 13 carbon atoms;
n and m are independently of each other an integer of 2 to 4, which is a tetrasulfide derivative.
제1항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 테트라설파이드 유도체는 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-4로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1 이상인 것인 테트라설파이드 유도체:
[화학식 1-1]
Figure pat00021

[화학식1-2]
Figure pat00022

[화학식 1-3]
Figure pat00023

[화학식 1-4]
Figure pat00024
.
According to claim 1,
The tetrasulfide derivative represented by Formula 1 is at least one selected from compounds represented by Formulas 1-1 to 1-4 below:
[Formula 1-1]
Figure pat00021

[Formula 1-2]
Figure pat00022

[Formula 1-3]
Figure pat00023

[Formula 1-4]
Figure pat00024
.
제1항에 있어서,
공액디엔계 중합체용 변성제인 테트라설파이드 유도체.
According to claim 1,
A tetrasulfide derivative as a modifier for conjugated diene-based polymers.
공액디엔계 단량체 유래 반복단위; 및
제1항의 화학식 1로 표시되는 테트라설파이드 유도체 유래 작용기를 포함하는 변성 공액디엔계 중합체.
Repeating units derived from conjugated diene-based monomers; and
A modified conjugated diene-based polymer containing a functional group derived from the tetrasulfide derivative represented by Formula 1 of claim 1.
제6항에 있어서,
시스-1,4 결합 함량이 95% 이상이고, 비닐 결합 함량이 5% 이하인 변성 공액디엔계 중합체.
According to claim 6,
A modified conjugated diene-based polymer having a cis-1,4 bond content of 95% or more and a vinyl bond content of 5% or less.
제6항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 테트라설파이드 유도체는 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-4로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1 이상인 것인 변성 공액디엔계 중합체:
[화학식 1-1]
Figure pat00025

[화학식1-2]
Figure pat00026

[화학식 1-3]
Figure pat00027

[화학식 1-4]
Figure pat00028
.
According to claim 6,
The modified conjugated diene-based polymer wherein the tetrasulfide derivative represented by Formula 1 is at least one selected from compounds represented by Formulas 1-1 to 1-4 below:
[Formula 1-1]
Figure pat00025

[Formula 1-2]
Figure pat00026

[Formula 1-3]
Figure pat00027

[Formula 1-4]
Figure pat00028
.
1) 탄화수소 용매 중에서, 네오디뮴 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에 공액디엔계 단량체를 중합하여 활성 중합체를 제조하는 단계; 및
2) 상기 활성 중합체와 하기 화학식 1로 표시되는 테트라설파이드 유도체를 반응시키는 단계를 포함하는 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법:
[화학식 1]
Figure pat00029

상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 7 내지 20의 아르알킬기 또는 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴기이고,
n 및 m은 서로 독립적으로 2 내지 6의 정수이다.
1) preparing an active polymer by polymerizing a conjugated diene-based monomer in a hydrocarbon solvent in the presence of a catalyst composition containing a neodymium compound; and
2) A method for producing a modified conjugated diene-based polymer comprising reacting the active polymer with a tetrasulfide derivative represented by Formula 1 below:
[Formula 1]
Figure pat00029

In Formula 1,
R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, or an alkylaryl group having 7 to 20 carbon atoms,
n and m are independently of each other an integer of 2 to 6;
제9항에 있어서,
상기 촉매 조성물은 공액디엔계 단량체 100 g을 기준으로 상기 네오디뮴 화합물이 0.1 mmol 내지 0.5 mmol이 되게 하는 양으로 사용하는 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법.
According to claim 9,
The method for producing a modified conjugated diene-based polymer wherein the catalyst composition is used in an amount such that the neodymium compound is 0.1 mmol to 0.5 mmol based on 100 g of the conjugated diene-based monomer.
제9항에 있어서,
상기 네오디뮴 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법:
[화학식 3]
Figure pat00030

상기 화학식 2에서,
Ra 내지 Rc는 서로 독립적으로 수소, 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기이고,
단, Ra 내지 Rc가 모두 동시에 수소는 아니다.
According to claim 9,
Method for producing a modified conjugated diene-based polymer wherein the neodymium compound is a compound represented by Formula 2 below:
[Formula 3]
Figure pat00030

In Formula 2,
R a to R c are each independently hydrogen or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms;
However, not all of R a to R c are hydrogen at the same time.
제9항에 있어서,
상기 화학식 1로 표시되는 테트라설파이드 유도체는 네오디뮴 화합물 1 몰을 기준으로 0.5 몰 내지 20 몰의 비율로 사용하는 것인 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법.
According to claim 9,
Method for producing a modified conjugated diene-based polymer wherein the tetrasulfide derivative represented by Formula 1 is used in an amount of 0.5 to 20 moles based on 1 mole of the neodymium compound.
제6항에 기재된 변성 공액디엔계 중합체 및 충진제를 포함하는 고무 조성물.
A rubber composition comprising the modified conjugated diene-based polymer according to claim 6 and a filler.
제13항에 있어서,
상기 충진제는 카본블랙인 것인 고무 조성물.
According to claim 13,
The filler is a rubber composition that is carbon black.
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