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WO2021049913A1 - Modified conjugated diene-based polymer and rubber composition comprising same - Google Patents

Modified conjugated diene-based polymer and rubber composition comprising same Download PDF

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WO2021049913A1
WO2021049913A1 PCT/KR2020/012323 KR2020012323W WO2021049913A1 WO 2021049913 A1 WO2021049913 A1 WO 2021049913A1 KR 2020012323 W KR2020012323 W KR 2020012323W WO 2021049913 A1 WO2021049913 A1 WO 2021049913A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
conjugated diene
group
carbon atoms
bis
functional
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/012323
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
김유진
유석준
백근승
김현준
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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Filing date
Publication date
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Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
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Priority to CN202080032151.9A priority patent/CN113748145B/en
Priority to SG11202112393QA priority patent/SG11202112393QA/en
Priority to US17/606,848 priority patent/US20220259333A1/en
Priority to JP2021556819A priority patent/JP7688581B2/en
Priority to EP20862202.7A priority patent/EP3950746B1/en
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    • C08L9/02Copolymers with acrylonitrile

Definitions

  • the term'vinyl content' refers to the mass (or weight) of butadiene contained at positions 1 and 2 in the polymer chain based on the conjugated diene monomer (butadiene, etc.) part (total amount of polymerized butadiene) in the polymer. ) Refers to the percent.
  • the'vinyl content' was measured and analyzed using Varian VNMRS 500 MHz NMR, and 1,1,2,2-tetrachloroethane was used as the solvent in the NMR measurement.
  • Solvent peak is calculated as 6.0 ppm, 7.2 to 6.9 ppm is random styrene, 6.9 to 6.2 ppm is block styrene, 5.8 to 5.1 ppm is 1,4-vinyl and 1,2-vinyl, 5.1 to 4.5 ppm is 1, It was measured by calculating the 1,2-vinyl bond content in the entire polymer using the peak of 2-vinyl.
  • Mw weight average molecular weight
  • Mn number average molecular weight
  • Mw/Mn molecular weight distribution
  • PDI molecular weight distribution
  • the GPC is used by combining two columns of PLgel Olexis (Polymer Laboratories) and one column of PLgel mixed-C (Polymer Laboratories), and when calculating the molecular weight, the GPC standard material is PS (polystyrene). It is carried out using, and the GPC measurement solvent is prepared by mixing 2 wt% of an amine compound in tetrahydrofuran.
  • the'N atomic content' may be measured through an NSX analysis method as an example, and the NSX analysis method is measured using a trace nitrogen quantitative analyzer (NSX-2100H).
  • a trace nitrogen quantitative analyzer NSX-2100H
  • the trace nitrogen quantitative analyzer turn on the trace nitrogen quantitative analyzer (Auto sampler, Horizontal furnace, PMT & Nitrogen detector), Ar 250 ml/min, O 2 350 ml/min, ozonizer 300 ml/ Set the carrier gas flow rate in min, set the heater to 800°C, and wait for about 3 hours to stabilize the analyzer.
  • step 2 initial temp 180°C, rate (temp/hr) 85 °C/hr, temp(holdtime) 370°C (2hr)
  • the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention includes a unit derived from a modifier having 3 or more alkoxy groups bonded to silicon; A non-functional chain including a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer and forming a silicon-carbon bond at one side of the unit derived from the denaturant; And a functional chain that forms a silicon-carbon bond at the other side of the unit derived from the modifier and includes at least two units derived from the monomer-containing N-functional group.
  • the content of the Si atom may be derived from a modifier, which is an alkoxysilane-based compound, and may occupy the main content, and may be derived from Si additionally included in the N-functional group-containing monomer in addition to being derived from the modifier.
  • the content of the Si atom is a functional group present in the modified conjugated diene-based polymer, that is, it is expected to improve the affinity with the filler, and may be a major factor in addition to improving processability.
  • the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention may satisfy the condition that the molar ratio (N/Si) of N atoms and Si atoms is 0.75 or more.
  • a polymer modified by a modifier it may contain Si atoms and N atoms due to a modified polymerization initiator, a modified monomer, etc., but as described above, in the case of a polymer according to an embodiment of the present invention, an N-functional group Since the containing monomer is included as a repeating unit, the content of N atoms may be relatively large, and as a symbolic meaning, the molar ratio of N atoms and Si atoms may be 0.75 or more, preferably 0.77 or more, or 0.78 or more. , More preferably 0.8 or more, and most optimally 0.9 or more. Through this, it is possible to optimize the effect of improving processability by improving dispersibility during compounding.
  • the modified conjugated diene-based polymer includes a non-functional chain and a functional chain, and the non-functional chain and the functional chain have a structure in which they are mutually bonded through a unit derived from a denaturant.
  • a non-functional chain and a functional chain are bonded (or coupled) around the unit derived from the denaturant, and the non-functional chain and the functional chain may each independently be bonded to one or more chains, preferably functional
  • the chain may be a combination of two or more chains.
  • the functional chain and the non-functional chain are bonded to each other with the unit derived from the modifier interposed therebetween may be due to a reaction between the living anion end of each chain and the Si-bonded alkoxy group of the modifier. That is, the above structure can be implemented through a denaturation reaction and a pseudomodification reaction after polymerization.
  • a functional chain including a repeating unit derived from a monomer-containing N-functional group and a unit derived from a denaturant are intensively disposed on one side of the entire polymer, so that the conventional terminal modified conjugated diene system Polymers, modified conjugated diene-based polymers at both ends, and modified conjugated diene-based polymers in the human body have advantages, but problems can be solved.
  • the non-functional chain serving as the main skeleton of the modified conjugated diene-based polymer has a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer as a main unit, and the conjugated diene-based monomer is, for example, 1,3-butadiene. , 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, piperylene, 3-butyl-1,3-octadiene, isoprene, 2-phenyl-1,3-butadiene and 2-halo-1,3-butadiene (halo Means a halogen atom) may be one or more selected from the group consisting of.
  • the modified conjugated diene-based polymer is a copolymer further comprising a diene-based monomer
  • the modified conjugated diene-based polymer contains a diene-based monomer-derived repeating unit in excess of 0% to 1% by weight, more than 0% to 0.1% by weight, It may be included in an amount exceeding 0% by weight to 0.01% by weight, or exceeding 0% by weight to 0.001% by weight, and there is an effect of preventing gel formation within this range.
  • the non-functional chain constituting the skeleton of the modified conjugated diene-based polymer when two or more monomers are included in the non-functional chain constituting the skeleton of the modified conjugated diene-based polymer, it may be a random copolymer chain, and in this case, there is an excellent effect of having an excellent balance between physical properties.
  • the random copolymer may mean that the repeating units constituting the copolymer are randomly arranged.
  • the non-functional chain of the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention may not contain a functional group, wherein the functional group is an N-containing functional group, an S-containing functional group, an O-containing functional group, or a Si-containing functional group.
  • the functional group is an N-containing functional group, an S-containing functional group, an O-containing functional group, or a Si-containing functional group.
  • the functional chain of the modified conjugated diene-based polymer includes a repeating unit derived from an N-functional group-containing monomer.
  • the main unit constituting the functional chain is an N-functional group-containing monomer, and the N-functional group may be essentially an amino group, an aliphatic cyclic amino group, an aliphatic chain amino group, an aromatic amino group, etc. have.
  • one unit of the functional chain may be coupled to a unit derived from a modifier, and the functional chain may be coupled through two or more alkoxysilyl groups in which two or more units are present in the alkoxysilane modifier.
  • the functional chain is a form in which an N-functional group-containing monomer is repeatedly bonded, and the number of repeating units may be 2 to 80.
  • the number of repeating units is 2 to 80, it is possible to secure a desired level of functional groups by arranging the functional chain on the structure, so that both processability and blending properties can be achieved.
  • the functional chain may further include a unit derived from a conjugated diene-based monomer. That is, in the case of a functional chain, it can be polymerized (low polymerization) only with an N-functional group-containing monomer, but for the purpose of increasing the molecular weight or length, the N-functional group-containing monomer and the conjugated diene-based monomer can be polymerized together (low polymerization). May be.
  • the functional chain may be in the form of a random copolymer in which the conjugated diene-based monomer and the N-functional group-containing monomer are arbitrarily arranged, or in the form of a block copolymer in which the same units are gathered and arranged, and there is no limitation on this form.
  • the living end of the functional chain reacts with the Si-OR group of the modifier to form a Si-C bond, and this bond does not undergo a hydrolysis reaction like a condensation bond. Since it is a bond, there is no fear of separation, and accordingly, storage stability is improved and there is no problem of loss of the initially introduced functional group.
  • X is N or CH
  • R 8a to R 8c are each independently a hydrogen atom; An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; An alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; An alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A C1-C20 heteroalkyl group, a C2-C20 heteroalkenyl group; A heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; Aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Or a heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms,
  • O is an integer of 0 to 5
  • at least one of R 8e is a functional group represented by the following formula 1a, and when o is an integer of 2 to 5, a plurality of R 8e may be the same or different from each other,
  • R 8g and R 8h are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; An alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; An alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A heteroalkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; Aryl group having 6 to 20 carbon atoms; A mono-, di- or tri-substituted alkylsilyl group substituted with a heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or R 8g and R 8h are connected to each other to form a heterocyclic group having 2 to 10 carbon atoms together with N It is to form a ring group.
  • R 11a and R 11b are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; An alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; An alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A heteroalkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; Aryl group having 6 to 20 carbon atoms; A heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms; Or a functional group represented by the following formula 4a,
  • R 11c is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; An alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; An alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A heteroalkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; Aryl group having 6 to 20 carbon atoms; A heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms; Vinyl group; Or a functional group represented by the following formula 4a,
  • At least one of R 11a , R 11b and R 11c is a functional group represented by Formula 3a,
  • the modified conjugated diene-based polymer may be in a form in which a non-functional chain and a functional chain are coupled by an alkoxysilane-based modifier, and the non-functional chain and the functional chain may be bonded to the alkoxysilane-based modifier as a hub. Therefore, the alkoxysilane modifier may be one containing at least three alkoxy groups bonded to Si.
  • the alkoxysilane-based modifier included in the modified conjugated diene-based polymer may be an amine-containing alkoxysilane-based compound or an amine-free alkoxysilane-based compound.
  • R 21 May be a single bond, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, or -[R 42 O] j -, and R 42 may be an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and a and m are each independently 1 to 3 It may be a selected integer, n may be an integer of 0 to 2, j may be an integer selected from 1 to 30.
  • the compound represented by Chemical Formula 5 is N,N-bis(3-(dimethoxy(methyl)silyl)propyl)-methyl-1-amine (N,N-bis(3-(dimethoxy(methyl)silyl) )propyl)-methyl-1-amine), N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-methyl-1-amine(N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl) )propyl)-methyl-1-amine), N,N-bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)-methyl-1-amine (N,N-bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)-methyl- 1-amine), N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-methyl-1-amine (N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-methyl-1-amine), tri (Tri(trimethoxysilyl)
  • R 5 , R 6 and R 9 may each independently be an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms
  • R 7 , R 8 , R 10 and R 11 may each independently be an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • R 12 may be hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms
  • b and c may each independently be 1, 2 or 3, b+c ⁇ 4, and A is or
  • R 13 , R 14 , R 15 and R 16 may each independently be hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the amine-containing alkoxysilane-based compound among the alkoxysilane-based modifiers may include a compound represented by the following formula (7).
  • the method for preparing the modified conjugated diene-based polymer comprises polymerizing a conjugated diene-based monomer or a conjugated diene-based monomer and an aromatic vinyl-based monomer in a hydrocarbon solvent in the presence of a polymerization initiator to prepare an active non-functional chain.
  • the alkoxy group of the active polymer and the modifier is difficult to bind two or more polymer chains to one molecule of the modifier due to steric hindrance of the polymer, and although three or more chains may be bonded, a modified polymer in which three or more chains are coupled. Is bound to be a trace amount.
  • the present invention provides a rubber composition comprising the modified conjugated diene-based polymer.
  • the rubber component may be, for example, natural rubber or synthetic rubber, and specific examples include natural rubber (NR) including cis-1,4-polyisoprene; Modified natural rubber such as epoxidized natural rubber (ENR), deproteinized natural rubber (DPNR), hydrogenated natural rubber, etc.
  • NR natural rubber
  • EMR epoxidized natural rubber
  • DPNR deproteinized natural rubber
  • hydrogenated natural rubber etc.
  • Styrene-butadiene copolymer SBR
  • polybutadiene BR
  • polyisoprene IR
  • butyl rubber IIR
  • ethylene-propylene copolymer polyisobutylene-co-isoprene, 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 them may be used.
  • silica when silica is used as the filler, a silane coupling agent for improving reinforcement and low heat generation properties may be used together, and as a specific example, the silane coupling agent is bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide.
  • the vulcanization accelerator is, for example, a thiazole compound such as M (2-mercaptobenzothiazole), DM (dibenzothiazyl disulfide), CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide), or DPG
  • a thiazole compound such as M (2-mercaptobenzothiazole), DM (dibenzothiazyl disulfide), CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide), or DPG
  • a guanidine-based compound such as (diphenylguanidine) may be used, and may be included in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component.
  • the antioxidant is, for example, 2,6-di-t-butylparacresol, dibutylhydroxytoluenyl, 2,6-bis((dodecylthio)methyl)-4-nonylphenol (2,6-bis( (dodecylthio)methyl)-4-nonylphenol) or 2-methyl-4,6-bis((octylthio)methyl)phenol (2-methyl-4,6-bis((octylthio)methyl)phenol), It may be used in an amount of 0.1 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component.
  • the rubber composition is a tire tread, under tread, side wall, carcass coated rubber, belt coated rubber, bead filler, pancreas, or bead coated rubber, and other tire members, anti-vibration rubber, belt conveyor, hose, etc. It may be useful in the manufacture of various industrial rubber products.
  • the present invention provides a tire manufactured using the rubber composition.
  • Comparative Example 1-2 a solution containing the functional chain prepared in Preparation Example 1 instead of n-butyllithium was added in an amount such that n-butyllithium of Comparative Example 1-2 and the functional chain became equimolar.
  • the styrene unit content, vinyl content, and weight average molecular weight (Mw, X10 3 g/mol), number average molecular weight (Mn, X10) in the polymer, respectively. 3 g/mol), molecular weight distribution (PDI, MWD), Mooney viscosity (MV), Mooney viscosity change rate, and Si and N contents were measured, respectively. The results are shown in Table 1 below.
  • styrene units (SM) and vinyl (Vinyl) in each of the polymers were measured and analyzed using Varian VNMRS 500 MHz NMR.
  • step 2 initial temp 180°C, rate (temp/hr) 85 °C/hr, temp(holdtime) 370°C (2hr)
  • step 3 initial temp 370°C, rate (temp/hr) 47 °C/hr, temp(holdtime) 510°C (3hr)
  • Each modified or unmodified conjugated diene-based polymer of Examples, Comparative Examples and Reference Examples was used as a raw material rubber and was blended under the blending conditions shown in Table 2 below.
  • the content of the raw materials in Table 2 is each part by weight based on 100 parts by weight of the raw rubber.
  • TMQ(RD) (2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline polymer)
  • anti-aging agent (6PPD ((dimethylbutyl)-N-phenyl-phenylenediamine)
  • wax Merocrystaline Wax
  • each test piece was prepared according to the tensile test method of ASTM 412, and the tensile stress (300% modulus) at the time of 300% elongation of the test piece was measured. Specifically, tensile properties were measured at a rate of 50 cm/min at room temperature using a Universal Test Machin 4204 (Instron) tensile tester.
  • the tan ⁇ value was confirmed by measuring the viscoelastic behavior against dynamic deformation at a frequency of 10 Hz and each measurement temperature (-60°C ⁇ 60°C) in Film Tension mode using a dynamic mechanical analyzer (GABO).
  • GBO dynamic mechanical analyzer
  • the value is expressed in Index (%) based on the result value of Comparative Example 1-1, so the higher the value, the better.
  • Comparative Example 2-2 a solution containing the functional chain prepared in Preparation Example 2 instead of n-butyllithium was used in an amount such that n-butyllithium and the functional chain of Comparative Example 2-2 became equimolar.
  • a modified styrene-butadiene copolymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 2-2, except that the adiabatic heating reaction was performed by adding.
  • the styrene unit content, vinyl content, and weight average molecular weight (Mw, X10 3 g/mol), number average molecular weight (Mn, X10) in the polymer, respectively. 3 g/mol), molecular weight distribution (PDI, MWD), Mooney viscosity (MV), Mooney viscosity change rate, and Si and N contents were measured in the same manner as in Experiment #1, respectively. The results are shown in Table 4 below.
  • n-hexane 3 kg of n-hexane, 215 g of styrene, 745 g of 1,3-butadiene, and 1.29 g of 2,2-bis(2-oxoranyl)propane as a polar additive were added, and then n-butyl Lithium 3.2 g (10wt% in n-hexane) was added, and the internal temperature of the reactor was adjusted to 60°C, and an adiabatic heating reaction was performed. After 30 minutes elapsed, 39 g of 1,3-butadiene was added to cap the polymer end with butadiene.
  • Example 3-1 a solution containing the functional chain prepared in Preparation Example 3 instead of n-butyllithium was added in an amount such that n-butyllithium of Example 3-1 and the functional chain were equimolar.
  • the modified styrene-butadiene copolymer was carried out in the same manner as in Example 3-1, except that the reaction was stopped after capping butadiene without performing an adiabatic heating reaction, and then adding and reacting a denaturant and a functional chain. The coalescence was prepared.
  • n-hexane 3 kg of n-hexane, 215 g of styrene, 745 g of 1,3-butadiene, and 1.29 g of 2,2-bis(2-oxoranyl)propane as a polar additive were added, and then n-butyllithium 3.2 g (10 wt% in n-hexane) was adjusted to the internal temperature of the reactor at 60° C. and an adiabatic heating reaction was performed. After 30 minutes elapsed, 39 g of 1,3-butadiene was added to cap the polymer end with butadiene.
  • Comparative Example 3-2 a solution containing the functional chain prepared in Preparation Example 3 instead of n-butyllithium was added in an amount such that n-butyllithium of Comparative Example 3-2 and the functional chain became equimolar.
  • a modified styrene-butadiene copolymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 3-2, except that the adiabatic heating reaction was performed.
  • Examples 3-1 and 3-2 using the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention exhibited excellent processability characteristics compared to Comparative Examples 3-1 to 3-3, while at the same time It was confirmed that the tensile properties and viscoelastic properties were also excellent.
  • the modified conjugated diene-based polymer of the present invention can exhibit a remarkable effect that is not expressed in Comparative Example 3-3 by being prepared by a manufacturing method comprising the step of reacting with a functional chain after the denaturation reaction.
  • the modified conjugated diene-based polymer of the present invention is a copolymer having a structure different from Comparative Example 3-3, for example, a functional chain including a repeating unit derived from an N-functional group-containing monomer derived from a functional chain is modified. It can be predicted that the non-functional chain of the resulting polymer is coupled by a functional group derived from a modifier to form a structure similar to that of the graft copolymer.

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Abstract

The present invention relates to a modified conjugated diene-based polymer having excellent processability as well as excellent tensile strength and viscoelasticity properties, and a rubber composition comprising same, and provides a modified conjugated diene-based polymer comprising: a unit derived from a modifier having at least three alkoxy silane groups; a non-functional chain which forms a silicon-carbon bond on one side of the modifier-derived unit and includes a conjugated diene-based monomer derived-repeat unit; and a functional chain which forms a silicon-carbon bond on the other side of the modifier-derived unit and includes at least two units of an N-functional group-containing monomer-derived unit.

Description

변성 공액디엔계 중합체 및 이를 포함하는 고무 조성물Modified conjugated diene polymer and rubber composition comprising the same

관련출원과의 상호인용Mutual citation with related applications

본 출원은 2019년 09월 11일자 한국 특허 출원 제10-2019-0113004호 및 2020년 09월 10일자 한국 특허 출원 제10-2020-0116402호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.This application claims the benefit of priority based on Korean Patent Application No. 10-2019-0113004 filed on September 11, 2019 and Korean Patent Application No. 10-2020-0116402 filed on September 10, 2020. All contents disclosed in the literature are included as part of this specification.

기술분야Technical field

본 발명은 가공성이 뛰어나면서도 인장강도 및 점탄성 특성이 우수한 변성 공액디엔계 중합체 및 이를 포함하는 고무 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a modified conjugated diene-based polymer having excellent processability and excellent tensile strength and viscoelastic properties, and a rubber composition comprising the same.

최근 자동차에 대한 저연비화의 요구에 따라, 타이어용 고무 재료로서 구름 저항이 적고, 내마모성, 인장 특성이 우수하며, 젖은 노면 저항성으로 대표되는 조정 안정성도 겸비한 공액디엔계 중합체가 요구되고 있다.In recent years, in accordance with the demand for low fuel consumption for automobiles, a conjugated diene-based polymer having low rolling resistance, excellent abrasion resistance, and tensile properties as a rubber material for tires, and also having adjustment stability typified by wet road surface resistance is required.

타이어의 구름 저항을 감소시키기 위해서는 가황 고무의 히스테리시스 손실을 작게 하는 방안이 있으며, 이러한 가황 고무의 평가 지표로서는 50℃ 내지 80℃의 반발탄성, tan δ, 굿리치 발열 등이 이용된다. 즉, 상기 온도에서의 반발탄성이 크거나 tan δ, 굿리치 발열이 작은 고무 재료가 바람직하다.In order to reduce the rolling resistance of the tire, there is a method of reducing the hysteresis loss of the vulcanized rubber. As an evaluation index of the vulcanized rubber, resilience of 50°C to 80°C, tan δ, Goodrich heat generation, and the like are used. That is, a rubber material having high repulsion elasticity at the above temperature or low tan δ and Goodrich heat generation is preferable.

히스테리시스 손실이 작은 고무 재료로서는, 천연 고무, 폴리이소프렌 고무 또는 폴리부타디엔 고무 등이 알려져 있지만, 이들은 젖은 노면 저항성이 작은 문제가 있다. 이에 최근에는 스티렌-부타디엔 고무(이하, SBR이라 함) 또는 부타디엔 고무(이하, BR이라 함)와 같은 공액디엔계 중합체 또는 공중합체가 유화중합이나 용액중합에 의해 제조되어 타이어용 고무로서 이용되고 있다. 이 중, 유화중합에 비해 용액중합이 갖는 최대의 장점은 고무 물성을 규정하는 비닐 구조 함량 및 스티렌 함량을 임의로 조절할 수 있고, 커플링(coupling)이나, 변성(modification) 등에 의해 분자량 및 물성 등을 조절할 수 있다는 점이다. 따라서, 최종 제조된 SBR 이나 BR의 구조 변화가 용이하고, 사슬 말단의 결합이나 변성으로 사슬 말단의 움직임을 줄이고 실리카 또는 카본블랙 등의 충진제와의 결합력을 증가시킬 수 있어 용액중합에 의한 SBR이 타이어용 고무 재료로 많이 사용된다.As a rubber material having a low hysteresis loss, natural rubber, polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, and the like are known, but these have a problem of low resistance to wet road surfaces. Accordingly, recently, conjugated diene-based polymers or copolymers such as styrene-butadiene rubber (hereinafter referred to as SBR) or butadiene rubber (hereinafter referred to as BR) are manufactured by emulsion polymerization or solution polymerization, and are used as rubber for tires. . Among them, the greatest advantage of solution polymerization compared to emulsion polymerization is that the vinyl structure content and styrene content that define rubber properties can be arbitrarily adjusted, and molecular weight and physical properties can be adjusted by coupling or modification. Is that it can be adjusted. Therefore, it is easy to change the structure of the final manufactured SBR or BR, reduce the movement of the chain ends by bonding or denaturation of the chain ends, and increase the bonding strength with fillers such as silica or carbon black, so that SBR by solution polymerization is not suitable for tires. It is widely used as a rubber material.

이러한 용액중합 SBR이 타이어용 고무 재료로 사용되는 경우, 상기 SBR 내의 비닐 함량을 증가시킴으로써 고무의 유리전이온도를 상승시켜 주행저항 및 제동력과 같은 타이어 요구 물성을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 유리전이온도를 적절히 조절함으로써 연료소모를 줄일 수 있다. 상기 용액중합 SBR은 음이온 중합 개시제를 사용하여 제조하며, 형성된 중합체의 사슬 말단을 여러 가지 변성제를 이용하여 결합시키거나, 변성시켜 말단에 관능기를 도입하는 기술이 이용되고 있다. 예를 들어, 미국특허 제4,397,994호에는 일관능성 개시제인 알킬리튬을 이용하여 비극성 용매 하에서 스티렌-부타디엔을 중합하여 얻어진 중합체의 사슬 말단의 활성 음이온을 주석화합물과 같은 결합제를 사용하여 결합시킨 기술을 제시하였다.When such a solution-polymerized SBR is used as a rubber material for a tire, the glass transition temperature of the rubber can be increased by increasing the vinyl content in the SBR, so that the required properties of the tire such as running resistance and braking force can be adjusted, as well as the glass transition temperature. Fuel consumption can be reduced by appropriate control. The solution polymerization SBR is prepared using an anionic polymerization initiator, and a technique of introducing a functional group at the terminal by bonding or denaturing the chain ends of the formed polymer using various modifiers is used. For example, U.S. Patent No. 4,397,994 proposes a technique in which the active anion at the chain end of a polymer obtained by polymerizing styrene-butadiene in a non-polar solvent using alkyllithium, a monofunctional initiator, is bound using a binder such as a tin compound. I did.

한편, 중합체의 사슬 말단에 관능기를 도입시키기 위한 변성제로는 충진제의분상성 및 반응성을 극대화하기 위하여 분자 내 알콕시실란기와 아민기를 동시에 포함하는 아미노알콕시실란게 변성제를 적용하는 기술이 널리 알려져 있다. 그러나, 변성제 내 아민기의 수가 많아 지면 중합체 제조에 사용되는 탄화수소 용매에 대한 용해도가 낮아지고 이에 변성반응이 용이하게 이뤄지기 어려운 문제가 있다.On the other hand, as a modifier for introducing a functional group at the end of the polymer chain, a technique of applying an aminoalkoxysilane group modifier including an alkoxysilane group and an amine group in the molecule at the same time in order to maximize the powdery properties and reactivity of the filler is widely known. However, as the number of amine groups in the modifier increases, the solubility in the hydrocarbon solvent used for polymer production decreases, and thus it is difficult to easily perform the modification reaction.

[선행기술문헌][Prior technical literature]

[특허문헌][Patent Literature]

(특허문헌 1) US4397994 A (Patent Document 1) US4397994 A

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 비관능성 사슬과 변성제 유래 단위, 그리고 N-관능기가 풍부한 관능성 사슬의 배치를 통해서 충진제와의 친화성이 우수하면서도 가공성과 내마모성이 동시에 우수한 변성 공액디엔계 중합체를 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention was conceived to solve the problems of the prior art, and through the arrangement of a non-functional chain, a denaturant-derived unit, and a functional chain rich in an N-functional group, it has excellent affinity with a filler, while simultaneously processing and abrasion resistance. It is an object to provide an excellent modified conjugated diene-based polymer.

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

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 규소에 결합된 알콕시기가 3 이상인 변성제의 유래 단위; 상기 변성제 유래 단위의 일측에서 규소-탄소 결합을 형성하고 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 비관능성 사슬; 및 상기 변성제 유래 단위의 다른 일측에서 규소-탄소 결합을 형성하고 N-관능기 함유 단량체 유래 단위를 2 단위 이상 포함하는 관능성 사슬;을 포함하는 변성 공액디엔계 중합체를 제공한다. According to an embodiment of the present invention for solving the above problems, the present invention is a unit derived from a denaturant having 3 or more alkoxy groups bonded to silicon; A non-functional chain including a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer and forming a silicon-carbon bond at one side of the unit derived from the denaturant; And it provides a modified conjugated diene-based polymer comprising a; and a functional chain that forms a silicon-carbon bond on the other side of the unit derived from the denaturant and includes at least two units derived from the monomer-containing N-functional group.

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

본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 충진제와 상호작용을 하는 관능기들을 풍부하게 분포시키고자 관능성 사슬을 도입하고, 이 관능성 사슬과 변성제 유래 단위 및 비관능성 사슬을 구조상 적절히 배치함으로써, 충진제 친화성이 우수하고, 기계적 물성이 우수할 수 있다. The modified conjugated diene polymer according to the present invention introduces a functional chain in order to abundantly distribute the functional groups interacting with the filler, and by appropriately arranging the functional chain, the unit derived from the denaturant, and the non-functional chain, It has excellent chemical conversion properties and may have excellent mechanical properties.

아울러. 본 발명에 따른 고무 조성물은 상기의 변성 공액디엔계 중합체를 포함함으로써 인장 특성 및 점탄성 특성뿐만 아니라 가공성이 우수하면서도 내마모성이 개선되는 효과가 있다. together. The rubber composition according to the present invention has the effect of improving abrasion resistance while having excellent processability as well as tensile properties and viscoelastic properties by including the modified conjugated diene-based polymer.

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

본 발명의 설명 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Terms and words used in the description and claims of the present invention should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventors appropriately explain the concept of terms in order to explain their own invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

용어의 정의Definition of Terms

본 명세서에서 용어 '중합체'는, 동일 혹은 상이한 종류이든지 간에, 단량체들을 중합함으로써 제조된 중합체 화합물을 지칭한다. 이와 같이 해서 일반 용어 중합체는, 단지 1종의 단량체로부터 제조된 중합체를 지칭하는데 통상 이용되는 단독중합체란 용어 및 공중합체란 용어를 망라한다.In the present specification, the term'polymer', whether of the same or different types, refers to a polymer compound prepared by polymerizing monomers. In this way the generic term polymer encompasses the term homopolymer and the term copolymer, which are commonly used to refer to polymers made from only one monomer.

본 명세서에서 용어 '관능성'은 관능기를 포함하고 있어 다른 관능기나 활성 부위와 반응할 수 있는 특성을 가지는 것을 의미할 수 있고, 탄소간 또는 탄소 및 수소간 결합 외에 추가로 N, O, S 또는 Si가 포함된 관능기를 포함하여 가지는 특성을 의미할 수 있다.In the present specification, the term'functionality' may mean that it contains a functional group and thus has a characteristic capable of reacting with other functional groups or active sites, and in addition to a bond between carbons or between carbons and hydrogens, N, O, S or It may mean a characteristic having a functional group including Si.

본 명세서에서 용어 '비관능성 사슬'은 중합체를 이루는 주요 골격의 분자사슬을 의미할 수 있고, 공액디엔계 단량체 또는 공액디엔계 단량체와 방향족 비닐계 단량체들의 반복단위가 주로 포함된 사슬을 의미할 수 있다.In the present specification, the term'non-functional chain' may refer to a molecular chain of a main skeleton constituting a polymer, and may refer to a chain mainly including a conjugated diene-based monomer or a repeating unit of a conjugated diene-based monomer and an aromatic vinyl-based monomer. have.

본 명세서에서 용어 '비닐 함량'은, 상기 중합체 중의 공액디엔 단량체(부타디엔 등) 부분(중합된 부타디엔의 총량)에 의거한, 상기 중합체 사슬 내의 1,2번 위치에 내포되는 부타디엔의 질량(혹은 중량) 퍼센트를 지칭한다.In the present specification, the term'vinyl content' refers to the mass (or weight) of butadiene contained at positions 1 and 2 in the polymer chain based on the conjugated diene monomer (butadiene, etc.) part (total amount of polymerized butadiene) in the polymer. ) Refers to the percent.

본 명세서에서 용어 '1가 탄화수소기'는 1가의 알킬기, 알케닐기, 알카이닐기, 시클로알킬기, 불포화 결합을 1 이상 포함하는 시클로알킬기 및 아릴기 등의 탄소와 수소가 결합된 1가의 원자단을 의미할 수 있고, 1가 탄화수소로 표시되는 치환기의 최소 탄소 원자수는 각 치환기의 종류에 따라 결정될 수 있다.In the present specification, the term'monovalent hydrocarbon group' means a monovalent atomic group in which carbon and hydrogen are bonded, such as a monovalent alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, a cycloalkyl group containing one or more unsaturated bonds, and an aryl group. In addition, the minimum number of carbon atoms of the substituent represented by the monovalent hydrocarbon may be determined according to the type of each substituent.

본 명세서에서 용어 '2가 탄화수소기'는 2가의 알킬렌기, 알케닐렌기, 알카이닐렌기, 시클로알킬렌기, 불포화 결합을 1 이상 포함하는 시클로알킬렌기 및 아릴렌기 등의 탄소와 수소가 결합된 2가의 원자단을 의미할 수 있고, 2가 탄화수소로 표시되는 치환기의 최소 탄소 원자수는 각 치환기의 종류에 따라 결정될 수 있다.In the present specification, the term'divalent hydrocarbon group' refers to 2 in which carbon and hydrogen are bonded, such as a divalent alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a cycloalkylene group, a cycloalkylene group containing one or more unsaturated bonds, and an arylene group. It may mean a valence group of atoms, and the minimum number of carbon atoms of a substituent represented by a divalent hydrocarbon may be determined according to the type of each substituent.

본 명세서에서 용어 '알킬기(alkyl group)'는 1가의 지방족 포화 탄화수소를 의미할 수 있고, 메틸, 에틸, 프로필 및 부틸 등의 선형 알킬기 및 이소프로필(isopropyl), 세크부틸(sec-butyl), 터셔리부틸(tert-butyl) 및 네오펜틸(neo-pentyl) 등의 분지형 알킬기를 모두 포함하는 의미일 수 있다.In the present specification, the term'alkyl group' may mean a monovalent saturated aliphatic hydrocarbon, and linear alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, and butyl, and isopropyl, sec-butyl, and tertiary It may mean including all branched alkyl groups such as tert-butyl and neo-pentyl.

본 명세서에서 용어 '알케닐기(alkenyl group)'는 이중 결합을 1개 또는 2개 이상 포함하는 1가의 지방족 불포화 탄화수소를 의미할 수 있다.In the present specification, the term'alkenyl group' may mean a monovalent aliphatic unsaturated hydrocarbon containing one or two or more double bonds.

본 명세서에서 용어 '알카이닐기(alkynyl group)'는 삼중 결합을 1개 또는 2개 이상 포함하는 1가의 지방족 불포화 탄화수소를 의미할 수 있다.In the present specification, the term'alkynyl group' may mean a monovalent aliphatic unsaturated hydrocarbon including one or two or more triple bonds.

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

본 명세서에서 용어 '아릴기(aryl group)'은 방향족 탄화수소를 의미할 수 있고, 또한 1개의 환이 형성된 단환 방향족 탄화수소(monocyclic aromatic hydrocarbon), 또는 2개 이상의 환이 결합된 다환 방향족 탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbon)을 모두 포함하는 의미일 수 있다.In the present specification, the term'aryl group' may mean an aromatic hydrocarbon, and also a monocyclic aromatic hydrocarbon in which one ring is formed, or a polycyclic aromatic hydrocarbon in which two or more rings are bonded. It may mean including all of.

본 명세서에서 용어 '헤테로고리기(heterocyclic group)'는 시클로알킬기 또는 아릴기 내의 탄소 원자가 1개 이상의 헤테로 원자로 치환된 것으로, 예컨대 헤테로시클로알킬기 또는 헤테로아릴기를 모두 포함하는 의미일 수 있다. In the present specification, the term'heterocyclic group' refers to a cycloalkyl group or an aryl group in which a carbon atom is substituted with one or more heteroatoms, and may mean including all of a heterocycloalkyl group or a heteroaryl group.

본 명세서에서 용어 '치환'은 작용기, 원자단, 또는 화합물의 수소가 특정 치환기로 치환된 것을 의미할 수 있고, 작용기, 원자단 또는 화합물의 수소가 특정 치환기로 치환되는 경우에는 상기 작용기, 원자단 또는 화합물 내에 존재하는 수소의 개수에 따라 1개 또는 2개 이상의 복수의 치환기가 존재할 수 있으며, 복수의 치환기가 존재하는 경우 각각의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.In the present specification, the term'substitution' may mean that a functional group, an atomic group, or hydrogen of a compound is substituted with a specific substituent. When a functional group, an atomic group, or hydrogen of a compound is substituted with a specific substituent, the functional group, atomic group, or compound Depending on the number of hydrogens present, one or two or more of a plurality of substituents may be present, and when a plurality of substituents are present, each of the substituents may be the same or different from each other.

본 명세서에서 용어 '단일결합'은 별도의 원자 또는 분자단을 포함하지 않는 단일 공유결합 자체를 의미할 수 있다. In the present specification, the term'single bond' may refer to a single covalent bond that does not include a separate atom or molecular group.

본 명세서에서 용어 '유래 단위', '유래 반복단위' 및 '유래 관능기'는 어떤 물질로부터 기인한 성분, 구조 또는 그 물질 자체를 의미할 수 있다. In the present specification, the terms'derived unit','derived repeating unit', and'derived functional group' may refer to a component, structure, or the substance itself derived from a substance.

본 명세서에서 용어 '포함하는', '가지는'이란 용어 및 이들의 파생어는, 이들이 구체적으로 개시되어 있든지 그렇치 않든지 간에, 임의의 추가의 성분, 단계 혹은 절차의 존재를 배제하도록 의도된 것은 아니다. 어떠한 불확실함도 피하기 위하여, "포함하는"이란 용어의 사용을 통해 청구된 모든 조성물은, 반대로 기술되지 않는 한, 중합체든지 혹은 그 밖의 다른 것이든지 간에, 임의의 추가의 첨가제, 보조제, 혹은 화합물을 포함할 수 있다. 이와 대조적으로, '로 본질적으로 구성되는'이란 용어는, 조작성에 필수적이지 않은 것을 제외하고, 임의의 기타 성분, 단계 혹은 절차를 임의의 연속하는 설명의 범위로부터 배제한다. '로 구성되는'이란 용어는 구체적으로 기술되거나 열거되지 않은 임의의 성분, 단계 혹은 절차를 배제한다.The terms'comprising','having' and their derivatives herein are not intended to exclude the presence of any additional components, steps or procedures, whether they are specifically disclosed or not. . For the avoidance of any uncertainty, all compositions claimed through the use of the term "comprising", whether polymer or otherwise, may contain any additional additives, adjuvants, or compounds, unless stated to the contrary. Can include. In contrast, the term'consisting essentially of' excludes from the scope of any subsequent description any other component, step or procedure, except that it is not essential to operability. The term'consisting of' excludes any component, step or procedure not specifically described or listed.

측정방법 및 조건Measurement method and conditions

본 명세서에서 '비닐 함량'은 상기 각 중합체 내 비닐(Vinyl) 함량은 Varian VNMRS 500 MHz NMR을 이용하여 측정 및 분석하고, NMR 측정 시 용매는 1,1,2,2-테트라클로로에탄을 사용하였으며, solvent peak는 6.0 ppm으로 계산하고, 7.2~6.9 ppm은 랜덤 스티렌, 6.9~6.2 ppm은 블록 스티렌, 5.8~5.1 ppm은 1,4-비닐 및 1,2-비닐, 5.1~4.5 ppm은 1,2-비닐의 피크로 하여 전체 중합체 내의 1,2-비닐 결합 함량을 계산하여 측정한 것이다.In the present specification, the'vinyl content' was measured and analyzed using Varian VNMRS 500 MHz NMR, and 1,1,2,2-tetrachloroethane was used as the solvent in the NMR measurement. , Solvent peak is calculated as 6.0 ppm, 7.2 to 6.9 ppm is random styrene, 6.9 to 6.2 ppm is block styrene, 5.8 to 5.1 ppm is 1,4-vinyl and 1,2-vinyl, 5.1 to 4.5 ppm is 1, It was measured by calculating the 1,2-vinyl bond content in the entire polymer using the peak of 2-vinyl.

본 명세서에서 '중량평균분자량(Mw)', '수평균분자량(Mn)' 및 '분자량 분포(MWD)'는 GPC(Gel permeation chromatohraph) 분석을 통하여 측정하며, 분자량 분포 곡선을 확인하는 것으로 측정한 것이다. 분자량 분포(PDI, MWD, Mw/Mn)는 측정된 상기 각 분자량으로부터 계산한다. 구체적으로, 상기 GPC는 PLgel Olexis(Polymer Laboratories 社) 컬럼 두 자루와 PLgel mixed-C(Polymer Laboratories 社) 컬럼 한 자루를 조합하여 사용하고 분자량 계산시 GPC 기준물질 (Standard material)은 PS(polystyrene)을 사용하여 실시하며, GPC 측정 용매는 테트라하이드로퓨란에 2 wt%의 아민 화합물을 섞어서 제조한다.In the present specification,'weight average molecular weight (Mw)','number average molecular weight (Mn)' and'molecular weight distribution (MWD)' are measured through GPC (Gel permeation chromatohraph) analysis, and measured by checking the molecular weight distribution curve. will be. The molecular weight distribution (PDI, MWD, Mw/Mn) is calculated from the measured molecular weights. Specifically, the GPC is used by combining two columns of PLgel Olexis (Polymer Laboratories) and one column of PLgel mixed-C (Polymer Laboratories), and when calculating the molecular weight, the GPC standard material is PS (polystyrene). It is carried out using, and the GPC measurement solvent is prepared by mixing 2 wt% of an amine compound in tetrahydrofuran.

본 명세서에서 'N 원자 함량'은 일례로 NSX 분석 방법을 통해 측정된 것일 수 있고, 상기 NSX 분석 방법은 극미량 질소 정량분석기 (NSX-2100H)를 이용하여 측정된다. 예시적으로, 상기 극미량 질소 정량분석기를 이용하는 경우, 극미량 질소 정량분석기(Auto sampler, Horizontal furnace, PMT & Nitrogen detector)를 켜고 Ar을 250 ml/min, O2를 350 ml/min, ozonizer 300 ml/min으로 캐리어 가스 유량을 설정하고, heater를 800℃로 설정한 후 약 3시간 동안 대기하여 분석기를 안정화시킨다. 분석기가 안정화된 후 Nitrogen standard(AccuStandard S-22750-01-5 ml)를 이용하여 검량선 범위 5 ppm, 10 ppm, 50 ppm, 100 ppm 및 500 ppm의 검량선을 작성하고 각 농도에 해당하는 Area를 얻은 후 농도 대 Area의 비율을 이용하여 직선을 작성한다. 이후, 시료 20 mg가 담긴 세라믹 보트를 상기 분석기의 Auto sampler에 놓고 측정하여 area를 얻고, 얻어진 시료의 area와 상기 검량선을 이용하여 N 함량을 계산한다. 이때, 시료는 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 변성 공액디엔계 중합체로, 잔류 단량체, 잔류 변성제 및 오일이 제거된 것이다.In the present specification, the'N atomic content' may be measured through an NSX analysis method as an example, and the NSX analysis method is measured using a trace nitrogen quantitative analyzer (NSX-2100H). For example, when using the trace nitrogen quantitative analyzer, turn on the trace nitrogen quantitative analyzer (Auto sampler, Horizontal furnace, PMT & Nitrogen detector), Ar 250 ml/min, O 2 350 ml/min, ozonizer 300 ml/ Set the carrier gas flow rate in min, set the heater to 800℃, and wait for about 3 hours to stabilize the analyzer. After the analyzer is stabilized, use the Nitrogen standard (AccuStandard S-22750-01-5 ml) to prepare calibration curves for the ranges of 5 ppm, 10 ppm, 50 ppm, 100 ppm and 500 ppm, and obtain the area corresponding to each concentration. After that, create a straight line using the ratio of the density to the area. Thereafter, a ceramic boat containing 20 mg of a sample is placed in an auto sampler of the analyzer to obtain an area, and the N content is calculated using the area of the obtained sample and the calibration curve. At this time, the sample is a modified conjugated diene-based polymer from which the solvent is removed by placing it in hot water heated by steam and stirring. The residual monomer, residual denaturant, and oil have been removed.

본 명세서에서 'Si 원자 함량'은 ICP 분석 방법으로 유도 결합 플라즈마 발광 분석기(ICP-OES; Optima 7300DV)를 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 시료 약 0.7 g을 백금 도가니(Pt crucible)에 넣고, 진한 황산(98 중량%, Electronic grade) 약 1 mL를 넣어, 300℃에서 3시간 동안 가열하고, 시료를 전기로(Thermo Scientific, Lindberg Blue M)에서, 하기 스텝(step) 1 내지 3의 프로그램으로 회화를 진행한 후, In the present specification, the'Si atomic content' was measured using an inductively coupled plasma emission analyzer (ICP-OES; Optima 7300DV) as an ICP analysis method. Specifically, about 0.7 g of a sample was put into a platinum crucible (Pt crucible), about 1 mL of concentrated sulfuric acid (98% by weight, Electronic grade) was added, heated at 300° C. for 3 hours, and the sample was heated in an electric furnace (Thermo Scientific, Lindberg Blue M), after conducting conversation with the program of steps 1 to 3 below,

1) step 1: initial temp 0℃, rate (temp/hr) 180 ℃/hr, temp(holdtime) 180℃ (1hr)1) step 1: initial temp 0℃, rate (temp/hr) 180 ℃/hr, temp(holdtime) 180℃ (1hr)

2) step 2: initial temp 180℃, rate (temp/hr) 85 ℃/hr, temp(holdtime) 370℃ (2hr)2) step 2: initial temp 180℃, rate (temp/hr) 85 ℃/hr, temp(holdtime) 370℃ (2hr)

3) step 3: initial temp 370℃, rate (temp/hr) 47 ℃/hr, temp(holdtime) 510℃ (3hr)3) step 3: initial temp 370℃, rate (temp/hr) 47 ℃/hr, temp(holdtime) 510℃ (3hr)

잔류물에 진한 질산(48 중량%) 1 mL, 진한 불산(50 중량%) 20 ㎕를 가하고, 백금 도가니를 밀봉하여 30분 이상 흔들어(shaking)준 후, 시료에 붕산(boric acid) 1 mL를 넣고 0℃에서 2시간 이상 보관한 후, 초순수(ultrapure water) 30 mL에 희석하여, 회화를 진행하여 측정하였다.Add 1 mL of concentrated nitric acid (48 wt%) and 20 µl of concentrated hydrofluoric acid (50 wt%) to the residue, seal the platinum crucible, shake it for 30 minutes or more, and add 1 mL of boric acid to the sample. Then, the mixture was stored at 0° C. for 2 hours or more, and then diluted in 30 mL of ultrapure water, followed by inhalation and measured.

변성 공액디엔계 중합체Modified conjugated diene polymer

본 발명은 충진제와의 친화성이 우수하고, 결과적으로 가공성, 인장특성 및 점탄성 특성이 우수한 고무 조성물을 제공할 수 있는 변성 공액디엔계 중합체를 제공한다. The present invention provides a modified conjugated diene-based polymer capable of providing a rubber composition having excellent affinity with a filler and, as a result, excellent processability, tensile properties, and viscoelastic properties.

본 발명의 일 실시예에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 규소에 결합된 알콕시기가 3 이상인 변성제의 유래 단위; 상기 변성제 유래 단위의 일측에서 규소-탄소 결합을 형성하고 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 비관능성 사슬; 및 상기 변성제 유래 단위의 다른 일측에서 규소-탄소 결합을 형성하고 N-관능기 함유 단량체 유래 단위를 2 단위 이상 포함하는 관능성 사슬;을 포함한다.The modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention includes a unit derived from a modifier having 3 or more alkoxy groups bonded to silicon; A non-functional chain including a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer and forming a silicon-carbon bond at one side of the unit derived from the denaturant; And a functional chain that forms a silicon-carbon bond at the other side of the unit derived from the modifier and includes at least two units derived from the monomer-containing N-functional group.

상기 변성 공액디엔계 중합체는 NSX 분석에 따른 중합체 내 N 원자의 함량이 중량 기준으로 100 ppm 이상이고, 바람직하게 150 ppm 이상, 더 바람직하게 170 ppm 이상일 수 있다. 상기 변성 공액디엔계 중합체는, N-관능기가 반복적으로 존재하도록 한 관능성 사슬을 도입함으로써 N 원자가 상대적으로 고함량일 수 있고, 상기 N-관능기가 중합체 주사슬과 상기 주사슬 적어도 일 말단에 결합하는 알콕시실란계 화합물의 유래 단위에 결합되어 있는 구조를 가짐으로써 배합 과정에서 충진제, 예컨대 실리카와의 친화성 및 분산성이 현저히 향상되어 점탄성 특성이 우수하면서 동시에 가공성이 크게 개선될 수 있다. 한편, N 원자의 함량은 알콕시실란계 변성제가 아민 함유한 것으로 적용되는 경우에는 변성제로부터 유래되는 N 원자도 존재할 수 있다.In the modified conjugated diene-based polymer, the content of N atoms in the polymer according to NSX analysis may be 100 ppm or more, preferably 150 ppm or more, and more preferably 170 ppm or more. The modified conjugated diene-based polymer may have a relatively high content of N atoms by introducing a functional chain having an N-functional group repeatedly present, and the N-functional group is bonded to the polymer main chain and at least one end of the main chain By having a structure bonded to the unit derived from the alkoxysilane-based compound, the affinity and dispersibility with a filler, such as silica, are remarkably improved in the blending process, so that the viscoelastic properties are excellent and the processability can be greatly improved. On the other hand, when the content of the N atom is applied to that the alkoxysilane modifier contains an amine, N atoms derived from the modifier may also be present.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 ICP 분석에 따른 중합체 내 Si 원자의 함량이 중량 기준으로 180 ppm 이상일 수 있고, 바람직하게는 190 ppm 이상, 더 바람직하게는 200 ppm 이상일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the modified conjugated diene-based polymer may have a content of Si atoms in the polymer according to ICP analysis of 180 ppm or more based on weight, preferably 190 ppm or more, more preferably 200 ppm or more. I can.

상기 Si 원자의 함량은 알콕시실란계 화합물인 변성제로부터 유래되는 것이 주요 함량을 차지할 수 있고, 변성제로부터 유래되는 것 이외에 N-관능기 함유 단량체에 부수적으로 포함된 Si로부터 유래될 수도 있다. Si 원자의 함량은 변성 공액디엔계 중합체에 존재하는 관능기, 즉 충진제와의 친화성 향상을 기대할 수 있게 하는 것으로서 가공성 개선뿐만 아니라, 주요한 인자가 될 수 있다.The content of the Si atom may be derived from a modifier, which is an alkoxysilane-based compound, and may occupy the main content, and may be derived from Si additionally included in the N-functional group-containing monomer in addition to being derived from the modifier. The content of the Si atom is a functional group present in the modified conjugated diene-based polymer, that is, it is expected to improve the affinity with the filler, and may be a major factor in addition to improving processability.

또한, 이러한 고함량의 N 원자로 인하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 변성 공액디엔계 중합체는 N 원자 및 Si 원자의 몰비율(N/Si)이 0.75 이상인 것이라는 조건을 만족하는 것일 수 있다. 일반적으로, 변성제에 의하여 변성된 중합체의 경우 변성 중합 개시제, 변성 단량체 등으로 인하여 Si 원자와 N 원자를 함유하고 있을 수 있지만, 전술한 것과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 중합체의 경우 N-관능기 함유 단량체가 반복단위로 포함됨으로 인하여 N 원자의 함량이 상대적으로 많을 수 있고, 그에 따른 상징적인 의미로써 N 원자와 Si 원자의 몰비율이 0.75 이상일 수 있다는 것이며, 바람직하게는 0.77 이상, 또는 0.78 이상, 더 바람직하게는 0.8 이상일 수 있고, 가장 최적으로는 0.9 이상일 수 있다. 이를 통해서, 배합시 분산성 개선에 따른 가공성 향상 효과를 최적화 할 수 있다.In addition, due to such a high content of N atoms, the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention may satisfy the condition that the molar ratio (N/Si) of N atoms and Si atoms is 0.75 or more. In general, in the case of a polymer modified by a modifier, it may contain Si atoms and N atoms due to a modified polymerization initiator, a modified monomer, etc., but as described above, in the case of a polymer according to an embodiment of the present invention, an N-functional group Since the containing monomer is included as a repeating unit, the content of N atoms may be relatively large, and as a symbolic meaning, the molar ratio of N atoms and Si atoms may be 0.75 or more, preferably 0.77 or more, or 0.78 or more. , More preferably 0.8 or more, and most optimally 0.9 or more. Through this, it is possible to optimize the effect of improving processability by improving dispersibility during compounding.

변성 공액디엔계 중합체 구조Modified conjugated diene polymer structure

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 비관능성 사슬과 관능성 사슬을 포함하고, 상기 비관능성 사슬 및 관능성 사슬은 변성제 유래 단위를 통해 상호 결합되는 구조를 갖는다. 상기 변성제 유래 단위를 중심으로 하여 비관능성 사슬과 관능성 사슬이 결합(또는 커플링)되는데, 상기 비관능성 사슬 및 관능성 사슬은 각각 독립적으로 1 이상의 사슬이 결합될 수 있고, 바람직하게는 관능성 사슬은 2 이상의 사슬이 결합된 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the modified conjugated diene-based polymer includes a non-functional chain and a functional chain, and the non-functional chain and the functional chain have a structure in which they are mutually bonded through a unit derived from a denaturant. A non-functional chain and a functional chain are bonded (or coupled) around the unit derived from the denaturant, and the non-functional chain and the functional chain may each independently be bonded to one or more chains, preferably functional The chain may be a combination of two or more chains.

상기 변성제 유래 단위를 사이에 두고 관능성 사슬과 비관능성 사슬이 결합되는 것은 각 사슬의 리빙 음이온 말단과 변성제의 Si 결합 알콕시기 사이의 반응에 의한 것일 수 있다. 즉, 중합 이후 변성 반응 및 유사변성 반응을 통해서 상기와 같은 구조를 구현할 수 있다.The functional chain and the non-functional chain are bonded to each other with the unit derived from the modifier interposed therebetween may be due to a reaction between the living anion end of each chain and the Si-bonded alkoxy group of the modifier. That is, the above structure can be implemented through a denaturation reaction and a pseudomodification reaction after polymerization.

상기와 같은 구조를 가지는 경우, 관능기들이 모두 중합체의 일 말단에 분포되어 실리카와 상호작용시 중합체의 일 말단만 실리카와 결합하고 다른 말단은 자유로운 상태일 수 있고, 이에 기존의 단말단 변성 중합체와 유사하게 충진제의 분산성과 응집 방지에 탁월한 효과를 보임으로써 가공성이 우수할 수 있다.In the case of the structure as described above, all functional groups are distributed at one end of the polymer, and when interacting with silica, only one end of the polymer may be bonded to silica and the other end may be free. Accordingly, it is similar to the existing end-modified polymer. Excellent processability can be achieved by showing an excellent effect on the dispersibility of the filler and preventing agglomeration.

또한, 기존 양말단 변성 중합체는 관능기 함유 단량체들이 변성제 유래 단위와는 다른 타측 말단에 결합되는 것이 일반적이며, 이러한 구조를 채용하는 경우 관능기가 풍부하여 충진제와의 친화성 향상으로 점탄성 특성이 개선될 수 있으나, 고분자 구조의 자유도가 현저히 떨어져 가공성이 매우 열악하다는 문제가 있다. 그러나, 본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체의 경우, 관능성 사슬이 변성제 유래 단위와 인접해 있는 구조를 가짐으로써, 동등 이상 수준으로 충진제와의 상호작용에 의한 점탄성 특성 개선 효과를 달성할 수 있고, 가공성의 개선이 현저히 달성될 수 있다.In addition, in the existing both-end modified polymer, it is common for functional group-containing monomers to be bonded to the other end different from the unit derived from the denaturant, and when this structure is adopted, the viscoelastic properties can be improved by improving the affinity with the filler due to the rich functional groups. However, there is a problem in that the degree of freedom of the polymer structure is significantly reduced, and the processability is very poor. However, in the case of the modified conjugated diene-based polymer according to the present invention, by having a structure in which the functional chain is adjacent to the unit derived from the denaturant, the effect of improving the viscoelastic properties by interaction with the filler at an equivalent level or higher can be achieved. , Improvement in workability can be remarkably achieved.

또한, 상기 관능성 사슬이 변성제 유래 단위와 같은 말단에 존재하게 됨으로써, 충진제와 상호작용에 시너지를 일으켜 내마모성의 개선에도 큰 효과를 볼 수 있다.In addition, since the functional chain is present at the same end as the unit derived from the denaturant, synergy is generated in the interaction with the filler, so that a great effect can be seen in improving the abrasion resistance.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면, N-관능기 함유 단량체 유래 반복단위를 포함하는 관능성 사슬과 변성제 유래 단위가 전체 중합체에 있어서 한 측면에 집중적으로 배치되어, 기존의 단말단 변성 공액디엔계 중합체, 양말단 변성 공액디엔계 중합체 및 인체인 변성 공액디엔계 중합체가 가지는 장점은 가지되, 문제점은 해결할 수 있게 된 것이다.That is, according to an embodiment of the present invention, a functional chain including a repeating unit derived from a monomer-containing N-functional group and a unit derived from a denaturant are intensively disposed on one side of the entire polymer, so that the conventional terminal modified conjugated diene system Polymers, modified conjugated diene-based polymers at both ends, and modified conjugated diene-based polymers in the human body have advantages, but problems can be solved.

공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 비관능성 사슬Non-functional chain containing repeating units derived from conjugated diene-based monomers

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체의 주요 골격이 되는 비관능성 사슬은 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 주요 단위로 하며, 상기 공액디엔계 단량체는 예컨대, 1,3-부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 피페릴렌, 3-부틸-1,3-옥타디엔, 이소프렌, 2-페닐-1,3-부타디엔 및 2-할로-1,3-부타디엔(할로는 할로겐 원자를 의미한다)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the non-functional chain serving as the main skeleton of the modified conjugated diene-based polymer has a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer as a main unit, and the conjugated diene-based monomer is, for example, 1,3-butadiene. , 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, piperylene, 3-butyl-1,3-octadiene, isoprene, 2-phenyl-1,3-butadiene and 2-halo-1,3-butadiene (halo Means a halogen atom) may be one or more selected from the group consisting of.

또, 상기 비관능성 사슬에는 공액디엔계 단량체 외 추가적으로 방향족 비닐계 단량체가 포함되어 이의 유래 반복단위를 더 포함할 수 있는데, 상기 방향족 비닐계 단량체는 일례로 스티렌, α-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 4-프로필스티렌, 1-비닐나프탈렌, 4-시클로헥실스티렌, 4-(p-메틸페닐)스티렌, 1-비닐-5-헥실나프탈렌, 3-(2-피롤리디노 에틸)스티렌(3-(2-pyrrolidino ethyl)styrene), 4-(2-피롤리디노 에틸)스티렌(4-(2-pyrrolidino ethyl)styrene) 및 3-(2-피롤리디노-1-메틸 에틸)-α-메틸스티렌(3-(2-pyrrolidino-1-methyl ethyl)styrene)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.In addition, the non-functional chain may further include an aromatic vinyl-based monomer in addition to the conjugated diene-based monomer to further include a repeating unit derived therefrom, and the aromatic vinyl-based monomer is, for example, styrene, α-methylstyrene, and 3-methylstyrene. , 4-methylstyrene, 4-propylstyrene, 1-vinylnaphthalene, 4-cyclohexylstyrene, 4-(p-methylphenyl)styrene, 1-vinyl-5-hexylnaphthalene, 3-(2-pyrrolidinoethyl) Styrene (3-(2-pyrrolidino ethyl) styrene), 4-(2-pyrrolidino ethyl) styrene (4-(2-pyrrolidino ethyl) styrene) and 3-(2-pyrrolidino-1-methyl ethyl) It may be one or more selected from the group consisting of -α-methylstyrene (3-(2-pyrrolidino-1-methyl ethyl)styrene).

또 다른 예로, 상기 변성 공액디엔계 중합체의 비관능성 사슬은, 상기 공액디엔계 단량체 유래 반복단위와 함께 탄소수 1 내지 10의 디엔계 단량체 유래 반복단위를 더 포함하는 공중합체일 수 있다. 상기 디엔계 단량체 유래 반복단위는 상기 공액디엔계 단량체와는 상이한 디엔계 단량체로부터 유래된 반복단위일 수 있고, 상기 공액디엔계 단량체와는 상이한 디엔계 단량체는 일례로 1,2-부타디엔일 수 있다. 상기 변성 공액디엔계 중합체가 디엔계 단량체를 더 포함하는 공중합체인 경우, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 디엔계 단량체 유래 반복단위를 0 초과 중량% 내지 1 중량%, 0 초과 중량% 내지 0.1 중량%, 0 초과 중량% 내지 0.01 중량%, 또는 0 초과 중량% 내지 0.001 중량%로 포함할 수 있고, 이 범위 내에서 겔 생성을 방지하는 효과가 있다.As another example, the non-functional chain of the modified conjugated diene-based polymer may be a copolymer further comprising a repeating unit derived from a diene-based monomer having 1 to 10 carbon atoms together with the repeating unit derived from the conjugated diene-based monomer. The diene-based monomer-derived repeating unit may be a repeating unit derived from a diene-based monomer different from the conjugated diene-based monomer, and the diene-based monomer different from the conjugated diene-based monomer may be, for example, 1,2-butadiene. . When the modified conjugated diene-based polymer is a copolymer further comprising a diene-based monomer, the modified conjugated diene-based polymer contains a diene-based monomer-derived repeating unit in excess of 0% to 1% by weight, more than 0% to 0.1% by weight, It may be included in an amount exceeding 0% by weight to 0.01% by weight, or exceeding 0% by weight to 0.001% by weight, and there is an effect of preventing gel formation within this range.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체의 골격을 이루는 비관능성 사슬에 단량체가 2 이상 포함될 경우에는 랜덤 공중합체 사슬일 수 있고, 이 경우 각 물성 간의 밸런스가 우수한 효과가 있다. 상기 랜덤 공중합체는 공중합체를 이루는 반복단위가 무질서하게 배열된 것을 의미할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when two or more monomers are included in the non-functional chain constituting the skeleton of the modified conjugated diene-based polymer, it may be a random copolymer chain, and in this case, there is an excellent effect of having an excellent balance between physical properties. The random copolymer may mean that the repeating units constituting the copolymer are randomly arranged.

본 발명의 일 실시예에 따른 변성 공액디엔계 중합체의 비관능성 사슬에는 관능기가 포함되지 않은 것일 수 있고, 여기서 관능기는 N-함유 관능기, S-함유 관능기, O-함유 관능기, 또는 Si-함유 관능기일 수 있다. 이와 같이 하나의 비관능성 사슬에는 관능기를 분포시키지 않음으로써, 전술한 바와 같이 관능성 사슬을 변성제 유래 단위에 인접하도록 일 말단에 배치함에 따른 효과를 달성할 수 있다.The non-functional chain of the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention may not contain a functional group, wherein the functional group is an N-containing functional group, an S-containing functional group, an O-containing functional group, or a Si-containing functional group. Can be As described above, by not distributing a functional group in one non-functional chain, the effect of arranging the functional chain at one end so as to be adjacent to the unit derived from the denaturant can be achieved.

N-관능기 함유 단량체 유래 반복단위를 포함하는 관능성 사슬Functional chain containing repeating units derived from N-functional group-containing monomers

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체의 관능성 사슬은 N-관능기 함유 단량체 유래 반복단위를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, the functional chain of the modified conjugated diene-based polymer includes a repeating unit derived from an N-functional group-containing monomer.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 관능성 사슬을 이루는 주요 단위는 N-관능기 함유 단량체로, N-관능기는 기본적으로 아미노기일 수 있고, 지방족 환형의 아미노기, 지방족 사슬형 아미노기, 방향족 아미노기 등일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the main unit constituting the functional chain is an N-functional group-containing monomer, and the N-functional group may be essentially an amino group, an aliphatic cyclic amino group, an aliphatic chain amino group, an aromatic amino group, etc. have.

또, 상기 관능성 사슬 하나의 단위체가 변성제 유래 단위에 커플링된 것일 수 있고, 이 관능성 사슬은 2 이상의 단위체가 알콕시실란계 변성제 내 존재하는 2 이상의 알콕시실릴기를 통해 커플링될 수도 있다.In addition, one unit of the functional chain may be coupled to a unit derived from a modifier, and the functional chain may be coupled through two or more alkoxysilyl groups in which two or more units are present in the alkoxysilane modifier.

상기 관능성 사슬은 N-관능기 함유 단량체가 반복적으로 결합된 형태로, 이 반복단위 수는 2 내지 80일 수 있다. 반복단위수가 2 내지 80인 경우이어야 상기 관능성 사슬을 구조상에 배치함으로써 얻고자 하는 수준의 관능기 확보가 가능하여, 가공성 및 배합물성을 모두 달성할 수 있다.The functional chain is a form in which an N-functional group-containing monomer is repeatedly bonded, and the number of repeating units may be 2 to 80. When the number of repeating units is 2 to 80, it is possible to secure a desired level of functional groups by arranging the functional chain on the structure, so that both processability and blending properties can be achieved.

상기 관능성 사슬은 공액디엔계 단량체 유래 단위를 더 포함할 수 있다. 즉, 관능성 사슬의 경우 N-관능기 함유 단량체만으로 중합(저중합)될 수 있으나, 분자량 증가 내지는 길이 증가를 목적으로 N-관능기 함유 단량체와 공액디엔계 단량체를 함께 중합(저중합)하여 제조할 수도 있다. 이 경우, 관능성 사슬은 공액디엔계 단량체와 N-관능기 함유 단량체가 임의로 배열된 랜덤 공중합체 형태이거나, 동일 단위들이 모여 배열된 블록 공중합체 형태일 수 있고, 이 형태에 제한은 없다.The functional chain may further include a unit derived from a conjugated diene-based monomer. That is, in the case of a functional chain, it can be polymerized (low polymerization) only with an N-functional group-containing monomer, but for the purpose of increasing the molecular weight or length, the N-functional group-containing monomer and the conjugated diene-based monomer can be polymerized together (low polymerization). May be. In this case, the functional chain may be in the form of a random copolymer in which the conjugated diene-based monomer and the N-functional group-containing monomer are arbitrarily arranged, or in the form of a block copolymer in which the same units are gathered and arranged, and there is no limitation on this form.

상기 관능성 사슬의 중량평균 분자량은 비관능성 사슬의 중량평균 분자량보다 작은 것일 수 있고, 예를 들면, 비관능성 사슬의 중량평균 분자량의 50% 이하일 수 있고, 30% 이하일 수 있으며, 바람직하게는 10% 이하, 더 바람직하게는 5% 이하일 수 있다. 이는 비관능성 사슬이 결합된 변성제에 존재하는 알콕시 잔기와 결합할 수 있는 수준으로, 변성제로 변성 또는 커플링된 비관능성 사슬의 입체 장애를 극복할 수 있을 정도의 차이면 충분하며 절대적으로 분자량 차이가 어느 정도이어야 한다는 데에 대한 기준은 아니다.The weight average molecular weight of the functional chain may be less than the weight average molecular weight of the non-functional chain, for example, may be 50% or less, 30% or less of the weight average molecular weight of the non-functional chain, and preferably 10 % Or less, more preferably 5% or less. This is a level at which the non-functional chain can be bonded to the alkoxy moiety present in the modifier to which the non-functional chain is bound, and a difference sufficient to overcome the steric hindrance of the non-functional chain modified or coupled with a modifier is sufficient. It's not a criterion for having to be a degree.

한편, 기존에는 중합체로 관능기를 추가로 도입하기 위한 방편으로, 변성제로 활성 중합체를 변성시킨 후, 변성제의 Si-O 결합과 축합이 가능한 화합물을 반응시키는 축합 반응이 적용되기도 하였다. 그러나, 이와 같이 축합 반응을 이용하게 되면 추가 관능기를 갖는 물질과 변성 중합체 사이의 결합이 -Si-O-Si-로 형성되어, 이후 스팀 스트리핑 단계나 세척 단계, 또는 보관 중에 가수분해가 일어날 가능성이 존재하고, 이에 따라 축합 결합 부위에서 결합이 분리되는 문제가 있고, 결국 관능기가 손실되는 문제가 발생한다. On the other hand, conventionally, a condensation reaction in which the active polymer is modified with a modifier and a compound capable of condensation with the Si-O bond of the modifier has been applied as a means to additionally introduce a functional group into the polymer. However, when the condensation reaction is used in this way, the bond between the material having an additional functional group and the modified polymer is formed into -Si-O-Si-, and there is a possibility that hydrolysis may occur during the subsequent steam stripping step, washing step, or storage. Exist, and thus there is a problem in that the bond is separated at the condensation bonding site, and eventually a problem occurs in that a functional group is lost.

반면에, 본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체의 경우 관능성 사슬의 리빙 말단이 변성제의 Si-O-R 기와 반응하여 Si-C 결합을 형성하고, 이 결합은 축합 결합과 같이 가수분해 반응이 일어나지 않는 결합인 점에서 분리될 우려가 없으며, 이에 따라 보관 안정성이 향상되고 최초 도입한 관능기가 손실되는 문제가 전혀 없다는 장점을 가질 수 있다.On the other hand, in the case of the modified conjugated diene-based polymer according to the present invention, the living end of the functional chain reacts with the Si-OR group of the modifier to form a Si-C bond, and this bond does not undergo a hydrolysis reaction like a condensation bond. Since it is a bond, there is no fear of separation, and accordingly, storage stability is improved and there is no problem of loss of the initially introduced functional group.

본 발명의 실 실시예에 따르면, 상기 N-관능기 함유 단량체는, 예를 들어, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다. According to an exemplary embodiment of the present invention, the N-functional group-containing monomer may be, for example, a compound represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure PCTKR2020012323-appb-I000001
Figure PCTKR2020012323-appb-I000001

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

X는 N 또는 CH이고,X is N or CH,

R8a 내지 R8c는 서로 독립적으로 수소 원자; 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 2 내지 20의 알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 20의 헤테로알킬기, 탄소수 2 내지 20의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 또는 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기이며,R 8a to R 8c are each independently a hydrogen atom; An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; An alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; An alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A C1-C20 heteroalkyl group, a C2-C20 heteroalkenyl group; A heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; Aryl group having 6 to 20 carbon atoms; Or a heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms,

R8d는 단일결합, 치환기로 치환되거나 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기; 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬렌기; 또는 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이고, 여기에서 상기 치환기는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고, R 8d is a single bond, a substituent substituted or unsubstituted C 1 to C 20 alkylene group; A cycloalkylene group having 5 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent; Or an arylene group having 6 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent, wherein the substituent is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,

R8e는 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 2 내지 20의 알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 20의 헤테로알킬기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기; 또는 하기 화학식 1a로 표시되는 작용기이며, R 8e is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; An alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; An alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A heteroalkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; Aryl group having 6 to 20 carbon atoms; A heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms; Or a functional group represented by the following formula 1a,

O는 0 내지 5의 정수이고, R8e 중 적어도 하나는 하기 화학식 1a로 표시되는 작용기이며, o가 2 내지 5의 정수인 경우 복수 개의 R8e는 서로 동일하거나 상이할 수 있고,O is an integer of 0 to 5 , at least one of R 8e is a functional group represented by the following formula 1a, and when o is an integer of 2 to 5, a plurality of R 8e may be the same or different from each other,

[화학식 1a][Formula 1a]

Figure PCTKR2020012323-appb-I000002
Figure PCTKR2020012323-appb-I000002

상기 화학식 1a에서, In Formula 1a,

R8f는 단일결합, 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기; 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬렌기; 또는 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이고, 여기에서 상기 치환기는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고, R 8f is a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms unsubstituted or substituted with a substituent; A cycloalkylene group having 5 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent; Or an arylene group having 6 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent, wherein the substituent is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,

R8g 및 R8h는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 2 내지 20의 알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 20의 헤테로알킬기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환된 1치환, 2치환 또는 3치환 알킬실릴기이거나, 또는 R8g 및 R8h는 서로 연결되어 N과 함께 탄소수 2 내지 10의 헤테로고리기를 형성하는 것이다.R 8g and R 8h are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; An alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; An alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A heteroalkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; Aryl group having 6 to 20 carbon atoms; A mono-, di- or tri-substituted alkylsilyl group substituted with a heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or R 8g and R 8h are connected to each other to form a heterocyclic group having 2 to 10 carbon atoms together with N It is to form a ring group.

또한, 상기 N-관능기 함유 단량체는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다.In addition, the N-functional group-containing monomer may be a compound represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure PCTKR2020012323-appb-I000003
Figure PCTKR2020012323-appb-I000003

상기 화학식 2에서, In Chemical Formula 2,

X1-X2는 CH2-CH2 또는 CH=CH이고, X 1 -X 2 is CH 2 -CH 2 or CH=CH,

X3-X4는 CH2-CH2, CH=N 또는 N=N이다.X 3 -X 4 is CH 2 -CH 2 , CH=N or N=N.

또한, 상기 N-관능기 함유 단량체는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물일 수 있다.In addition, the N-functional group-containing monomer may be a compound represented by the following formula (3).

[화학식 3][Formula 3]

Figure PCTKR2020012323-appb-I000004
Figure PCTKR2020012323-appb-I000004

상기 화학식 3에서, In Chemical Formula 3,

R11a 및 R11b는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 2 내지 20의 알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 20의 헤테로알킬기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기; 또는 하기 화학식 4a로 표시되는 작용기이고, R 11a and R 11b are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; An alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; An alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A heteroalkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; Aryl group having 6 to 20 carbon atoms; A heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms; Or a functional group represented by the following formula 4a,

R11c는 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 2 내지 20의 알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 20의 헤테로알킬기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기; 비닐기; 또는 하기 화학식 4a로 표시되는 작용기이되, R 11c is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; An alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; An alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A heteroalkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; Aryl group having 6 to 20 carbon atoms; A heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms; Vinyl group; Or a functional group represented by the following formula 4a,

상기 R11a, R11b 및 R11c 중 적어도 하나는 화학식 3a로 표시되는 작용기이며, At least one of R 11a , R 11b and R 11c is a functional group represented by Formula 3a,

[화학식 3a][Formula 3a]

Figure PCTKR2020012323-appb-I000005
Figure PCTKR2020012323-appb-I000005

상기 화학식 3a에서, In Formula 3a,

R11d는 단일결합 또는 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기; 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬렌기; 또는 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이고, 여기에서 상기 치환기는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고,R 11d is a single bond or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms unsubstituted or substituted with a substituent; A cycloalkylene group having 5 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent; Or an arylene group having 6 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent, wherein the substituent is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,

R11e 및 R11f는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 2 내지 20의 알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 20의 헤테로알킬기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기; 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환된 1치환, 2치환 또는 3치환의 알킬실릴기이다. R 11e and R 11f are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; An alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; An alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A heteroalkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; Aryl group having 6 to 20 carbon atoms; A heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms; Or a mono-, di- or tri-substituted alkylsilyl group substituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.

또한, 상기 N-관능기 함유 단량체는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물일 수 있다. In addition, the N-functional group-containing monomer may be a compound represented by the following formula (4).

[화학식 4][Formula 4]

Figure PCTKR2020012323-appb-I000006
Figure PCTKR2020012323-appb-I000006

상기 화학식 4에서,In Chemical Formula 4,

R12a는 단일결합 또는 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기; 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬렌기; 또는 치환기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이고, 여기에서 상기 치환기는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기, 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고,R 12a is a single bond or an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms unsubstituted or substituted with a substituent; A cycloalkylene group having 5 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent; Or an arylene group having 6 to 20 carbon atoms substituted or unsubstituted with a substituent, wherein the substituent is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,

R12b 및 R12c는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 알킬기; 탄소수 2 내지 20의 알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 알카이닐기; 탄소수 1 내지 20의 헤테로알킬기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알케닐기; 탄소수 2 내지 20의 헤테로알카이닐기; 탄소수 5 내지 20의 시클로알킬기; 탄소수 6 내지 20의 아릴기; 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기; 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환된 1치환, 2치환 또는 3치환의 알킬실릴기이다.R 12b and R 12c are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms; An alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; An alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms; A heteroalkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; A heteroalkynyl group having 2 to 20 carbon atoms; A cycloalkyl group having 5 to 20 carbon atoms; Aryl group having 6 to 20 carbon atoms; A heterocyclic group having 3 to 20 carbon atoms; Or a mono-, di- or tri-substituted alkylsilyl group substituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.

변성제: 알콕시실란계 화합물Modifier: alkoxysilane compound

또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 알콕시실란계 변성제에 의해 비관능성 사슬 및 관능성 사슬이 커플링된 형태일 수 있고 비관능성 사슬과 관능성 사슬은 알콕시실란계 변성제가 허브가 되어 결합되는 것일 수 있으므로, 여기서 알콕시실란계 변성제는 Si에 결합된 알콕시기를 적어도 3개 포함하는 것일 수 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer may be in a form in which a non-functional chain and a functional chain are coupled by an alkoxysilane-based modifier, and the non-functional chain and the functional chain may be bonded to the alkoxysilane-based modifier as a hub. Therefore, the alkoxysilane modifier may be one containing at least three alkoxy groups bonded to Si.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 변성 공액디엔계 중합체에 포함된 알콕시실란계 변성제는 아민 함유 알콕시실란계 화합물 또는 아민 비함유 알콕시실란계 화합물일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the alkoxysilane-based modifier included in the modified conjugated diene-based polymer may be an amine-containing alkoxysilane-based compound or an amine-free alkoxysilane-based compound.

또한, 상기 알콕시실란계 변성제 중 아민 함유 알콕시실란계 화합물은 예시적으로 하기 화학식 5로 표시되는 화합물일 수 있다. In addition, among the alkoxysilane modifiers, the amine-containing alkoxysilane compound may be a compound represented by Formula 5 below.

[화학식 5][Formula 5]

Figure PCTKR2020012323-appb-I000007
Figure PCTKR2020012323-appb-I000007

상기 화학식 5에서, R1은 단일 결합, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기일 수 있고, R2 및 R3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있으며, R4는 수소, 에폭시기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 2 내지 10의 알릴기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환된 1치환, 2치환 또는 3치환의 알킬실릴기, 또는 탄소수 2 내지 10의 헤테로 고리기일 수 있고, R21은 단일 결합, 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기, 또는 -[R42O]j-일 수 있으며, R42는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기일 수 있고, a 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 3에서 선택된 정수일 수 있으며, n은 0 내지 2의 정수일 수 있고, j는 1 내지 30에서 선택된 정수일 수 있다.In Formula 5, R 1 may be a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, R 2 and R 3 may each independently be an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R 4 may be hydrogen, an epoxy group, or a carbon number. It may be a 1 to 10 alkyl group, a C 2 to C 10 allyl group, a mono-, di- or tri-substituted alkylsilyl group substituted with a C 1 to C 10 alkyl group, or a C 2 to C 10 heterocyclic group, R 21 May be a single bond, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, or -[R 42 O] j -, and R 42 may be an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and a and m are each independently 1 to 3 It may be a selected integer, n may be an integer of 0 to 2, j may be an integer selected from 1 to 30.

구체적인 예로, 상기 화학식 5로 표시되는 화합물은 N,N-비스(3-(디메톡시(메틸)실릴)프로필) -메틸-1-아민(N,N-bis(3-(dimethoxy(methyl)silyl)propyl)-methyl-1-amine), N,N-비스(3-(디에톡시(메틸)실릴)프로필)- 메틸-1-아민(N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-methyl-1-amine), N,N-비스(3-(트리메톡시실릴)프로필)-메틸-1-아민(N,N-bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)-methyl-1-amine), N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-메틸-1-아민(N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-methyl-1-amine), 트리(트리메톡시실릴)아민(tri(trimethoxysilyl)amine), 트리(3-(트리메톡시실릴)프로필)아민(tri-(3-(trimethoxysilyl)propyl)amine), N,N-비스(3-(디에톡시(메틸)실릴)프로필)-1,1,1-트리메틸실란아민(N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-1,1,1-trimethlysilanamine), N-(3-(1H-1,2,4-트리아졸-1-일)프로필)-3-(트리메톡시실릴)-N-(3-(트리메톡시실릴)프로필)프로판-1-아민(N-(3-(1H-1,2,4-triazole-1-yl)propyl)-3-(trimethoxysilyl)-N-(trimethoxysilyl)propyl)propan-1-amine), 3-(트리메톡시실릴)-N-(3-트리메톡시실릴)프로필)-N-(3-(1-(3-(트리메톡시실릴)프로필)-1H-1,2,4-트리아졸-3-일)프로필)프로판-1-아민(3-(trimethoxysilyl)-N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)-N-(3-(1-(3-(trimehtoxysilyl)propyl)-1H-1,2,4-triazol-3-yl)propyl)propan-1-amine), N-알릴-N-(3-(트리메톡시실릴)프로필)프로프-2-엔-1아민(N-allyl-N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)prop-2-en-1-amine), N,N-비스(옥시란-2-일메틸)-3-(트리메톡시실릴)프로판 1-아민(N,N-bis(oxiran-2-ylmethyl)-3-(trimethoxysilyl)propan-1-amine), 1,1,1-트리메틸-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)-N-(트리메틸실릴)실란아민(1,1,1-trimethyl-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)-N-(trimethylsilyl)silanamine) 및 N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)-2,5,8,11,14-펜타옥사헥사데칸-16-아민(N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-2,5,8,11,14-pentaoxahexadecan-16-amine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있다.As a specific example, the compound represented by Chemical Formula 5 is N,N-bis(3-(dimethoxy(methyl)silyl)propyl)-methyl-1-amine (N,N-bis(3-(dimethoxy(methyl)silyl) )propyl)-methyl-1-amine), N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-methyl-1-amine(N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl) )propyl)-methyl-1-amine), N,N-bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)-methyl-1-amine (N,N-bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)-methyl- 1-amine), N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-methyl-1-amine (N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-methyl-1-amine), tri (Tri(trimethoxysilyl)amine), tri(3-(trimethoxysilyl)propyl)amine (tri-(3-(trimethoxysilyl)propyl)amine), N,N-bis(3- (Diethoxy(methyl)silyl)propyl)-1,1,1-trimethylsilanamine (N,N-bis(3-(diethoxy(methyl)silyl)propyl)-1,1,1-trimethlysilanamine), N- (3-(1H-1,2,4-triazol-1-yl)propyl)-3-(trimethoxysilyl)-N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)propan-1-amine ( N-(3-(1H-1,2,4-triazole-1-yl)propyl)-3-(trimethoxysilyl)-N-(trimethoxysilyl)propyl)propan-1-amine), 3-(trimethoxysilyl )-N-(3-trimethoxysilyl)propyl)-N-(3-(1-(3-(trimethoxysilyl)propyl)-1H-1,2,4-triazol-3-yl) Propan-1-amine (3-(trimethoxysilyl)-N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)-N-(3-(1-(3-(trimehtoxysilyl)propyl)-1H-1,2,4- triazol-3-yl)propyl)propan-1-amine), N-allyl-N-(3-(trimethoxysilyl)pro Phil) prop-2-en-1amine (N-allyl-N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)prop-2-en-1-amine), N,N-bis(oxiran-2-ylmethyl )-3-(trimethoxysilyl)propan 1-amine (N,N-bis(oxiran-2-ylmethyl)-3-(trimethoxysilyl)propan-1-amine), 1,1,1-trimethyl-N- (3-(triethoxysilyl)propyl)-N-(trimethylsilyl)silanamine (1,1,1-trimethyl-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)-N-(trimethylsilyl)silanamine) and N, N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-2,5,8,11,14-pentaoxahexadecane-16-amine (N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)-2, 5,8,11,14-pentaoxahexadecan-16-amine).

또 다른 예로, 상기 알콕시실란계 변성제 중 아민 함유 알콕시실란계 화합물은 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.As another example, the amine-containing alkoxysilane-based compound among the alkoxysilane-based modifiers may include a compound represented by the following formula (6).

[화학식 6][Formula 6]

Figure PCTKR2020012323-appb-I000008
Figure PCTKR2020012323-appb-I000008

상기 화학식 6에서, R5, R6 및 R9는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기일 수 있고, R7, R8, R10 및 R11은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있으며, R12는 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있고, b 및 c는 각각 독립적으로 1, 2 또는 3이고, b+c≥4일 수 있으며, A는

Figure PCTKR2020012323-appb-I000009
또는
Figure PCTKR2020012323-appb-I000010
일 수 있으며, 이 때, R13, R14, R15 및 R16은 각각 독립적으로 수소, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬기일 수 있다.In Formula 6, R 5 , R 6 and R 9 may each independently be an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and R 7 , R 8 , R 10 and R 11 may each independently be an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms And R 12 may be hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, b and c may each independently be 1, 2 or 3, b+c≥4, and A is
Figure PCTKR2020012323-appb-I000009
or
Figure PCTKR2020012323-appb-I000010
In this case, R 13 , R 14 , R 15 and R 16 may each independently be hydrogen or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.

구체적인 예로, 상기 화학식 6으로 표시되는 화합물은 N-(3-(1H-이미다졸-1-일)프로필)-3-(트리에톡시실릴)-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필프로판-1-아민(N-(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)-3-(triethoxysilyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)propan-1-amine) 및 3-(4,5-디하이드로-1H-이미다졸-1-일)-N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)프로판-1-아민(3-(4,5-dihydro-1H-imidazol-1-yl)-N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)propan-1-amine)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있다.As a specific example, the compound represented by Formula 6 is N-(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)-3-(triethoxysilyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl Propan-1-amine (N-(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)-3-(triethoxysilyl)-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)propan-1-amine) and 3-(4 ,5-dihydro-1H-imidazol-1-yl)-N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)propan-1-amine (3-(4,5-dihydro-1H-imidazol) It may be one selected from the group consisting of -1-yl)-N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)propan-1-amine).

또 다른 예로, 상기 알콕시실란계 변성제 중 아민 함유 알콕시실란계 화합물은 하기 화학식 7로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.As another example, the amine-containing alkoxysilane-based compound among the alkoxysilane-based modifiers may include a compound represented by the following formula (7).

[화학식 7][Formula 7]

Figure PCTKR2020012323-appb-I000011
Figure PCTKR2020012323-appb-I000011

상기 화학식 7에서, A1 및 A2는 각각 독립적으로 산소원자를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1 내지 20의 2가 탄화수소기일 수 있고, R17 내지 R20은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 20의 1가 탄화수소기일 수 있으며, L1 내지 L4는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환된 1치환, 2치환 또는 3치환의 알킬실릴기, 또는 탄소수 1 내지 20의 1가 탄화수소기이거나, L1 및 L2와, L3 및 L4는 서로 연결되어 탄소수 1 내지 5의 고리를 형성할 수 있고, L1 및 L2와, L3 및 L4가 서로 연결되어 고리를 형성하는 경우, 형성된 고리는 N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 헤테로 원자를 1개 내지 3개 포함할 수 있다.In Formula 7, A 1 and A 2 may each independently be a divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms containing or not including an oxygen atom, and R 17 to R 20 are each independently monovalent having 1 to 20 carbon atoms It may be a hydrocarbon group, and L 1 to L 4 are each independently a mono-, di- or tri-substituted alkylsilyl group substituted with an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, or L 1 And L 2 and L 3 and L 4 may be connected to each other to form a ring having 1 to 5 carbon atoms, and when L 1 and L 2 and L 3 and L 4 are connected to each other to form a ring, the formed ring May contain 1 to 3 heteroatoms selected from the group consisting of N, O and S.

구체적인 예로, 상기 화학식 7로 표시되는 화합물은 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디메틸프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디메틸프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디메틸프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디프로필프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimpropylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디프로필프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디프로필프로판-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디메틸메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디프로필메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디메틸메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디프로필메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디메틸메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디프로필메탄-1-아민)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethan-1-amine), N,N'-((1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸-N-(트리메틸실릴)실란아민(N,N'-((1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine), N,N'-((1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸-N-(트리메틸실릴)실란아민(N,N'-((1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine), N,N'-((1,1,3,3-테트라프로톡시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸-N-(트리메틸실릴)실란아민(N,N'-((1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine), N,N'-((1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸-N-페닐실란아민(N,N'-((1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilanamine), N,N'-((1,1,3,3-테트라에톡시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸-N-페닐실란아민(N,N'-((1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilanamine), N,N'-((1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산-1,3-디일)비스(프로판-3,1-디일))비스(1,1,1-트리메틸-N-페닐실란아민(N,N'-((1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilanamine), 1,3-비스(3-(1H-이미다졸-1-일)프로필)1,1,3,3-테트라메톡시디실록산(1,3-bis(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)-1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane), 1,3-비스(3-(1H-이미다졸-1-일)프로필)1,1,3,3-테트라에톡시디실록산(1,3-bis(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)-1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane), 및 1,3-비스(3-(1H-이미다졸-1-일)프로필)1,1,3,3-테트라프로폭시디실록산(1,3-bis(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)-1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있다.As a specific example, the compound represented by Formula 7 is 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine)( 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetra Ethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N ,N-dimethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine)( 3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetra Methoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N ,N-diethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylpropan-1-amine)( 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimpropylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetra Ethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis( N,N-diethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine )(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3 -Tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylpropan-1-amine) (3, 3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxy Cydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylpropan-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N, N-dipropylpropan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethane-1-amine) (3 ,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetrae Oxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethane-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N ,N-diethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine) (3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-diethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3- Tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethane-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N ,N-dimethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethane-1-amine)( 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetra Propoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethane-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N ,N-dimethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3, 3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethane-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl )bis(N,N-dipropylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethane-1 -Amine) (3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dimethylmethan-1-amine), 3,3'-(1,1,3 ,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(N,N-dipropylmethane-1-amine)(3,3'-(1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3- diyl)bis(N,N-dipropylmethan-1-amine), N,N'-((1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propane-3,1-diyl ))Bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine (N,N'-((1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3, 1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine), N,N'-((1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3-diyl) Bis(propane-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine (N,N'-((1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3 -diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine), N,N'-((1,1,3,3-tetraprotooxide Cydisiloxane-1,3-diyl)bis(propane-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine (N,N'-((1,1, 3,3-tetrapropoxydisiloxane-1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-(trimethylsilyl)silanamine), N,N'-((1, 1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl) Bis(propane-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilaneamine (N,N'-((1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane-1,3-diyl)) bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilanamine), N,N'-((1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3 -Diyl)bis(propane-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilaneamine (N,N'-((1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane-1,3 -diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilanamine), N,N'-((1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane- 1,3-diyl)bis(propane-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilaneamine (N,N'-((1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane- 1,3-diyl)bis(propan-3,1-diyl))bis(1,1,1-trimethyl-N-phenylsilanamine), 1,3-bis(3-(1H-imidazol-1-yl) Propyl) 1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane (1,3-bis(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)-1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane), 1,3- Bis(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane (1,3-bis(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)- 1,1,3,3-tetraethoxydisiloxane), and 1,3-bis(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane (1,3- It may be one selected from the group consisting of bis(3-(1H-imidazol-1-yl)propyl)-1,1,3,3-tetrapropoxydisiloxane).

또 다른 예로, 상기 알콕시실란계 화합물 중 아민 함유 알콕시실란계 화합물은 하기 화학식 8로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.As another example, the amine-containing alkoxysilane-based compound among the alkoxysilane-based compounds may include a compound represented by the following formula (8).

[화학식 8][Formula 8]

Figure PCTKR2020012323-appb-I000012
Figure PCTKR2020012323-appb-I000012

상기 화학식 8에서, Rb2 내지 Rb4는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, Rb5 내지 Rb8은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고, Rb13 및 Rb14는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, Rb15 내지 Rb18은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며, m1, m2, m3 및 m4는 서로 독립적으로 1 내지 3의 정수이다.In Formula 8, R b2 to R b4 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, R b5 to R b8 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and R b13 and R b14 are independently of each other It is an alkylene group of 1 to 10, R b15 to R b18 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and m 1, m 2 , m 3 and m 4 are each independently an integer of 1 to 3.

또 다른 예로, 상기 알콕시실란계 화합물 중 아민 함유 알콕시실란계 화합물은 하기 화학식 9로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.As another example, the amine-containing alkoxysilane-based compound among the alkoxysilane-based compounds may include a compound represented by the following formula (9).

[화학식 9][Formula 9]

Figure PCTKR2020012323-appb-I000013
Figure PCTKR2020012323-appb-I000013

상기 화학식 9에서, Re1 및 Re2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, Re3 내지 Re6는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 -Re7SiRe8Re9Re10이되, Re3 내지 Re6 중 적어도 하나는 -Re7SiRe8Re9Re10이며, 여기에서 Re7은 단일결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, Re8 내지 Re10은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기이되, Re8 내지 Re10 중 적어도 하나는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기이다.In Formula 9, R e1 and R e2 are each independently an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and R e3 to R e6 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or -R e7 SiR e8 R e9 R e10 However, at least one of R e3 to R e6 is -R e7 SiR e8 R e9 R e10 , wherein R e7 is a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and R e8 to R e10 are independently of each other 1 An alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and at least one of R e8 to R e10 is an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms.

또 다른 예로, 상기 알콕시실란계 화합물 중 아민 비함유 알콕시실란계 화합물은 하기 화학식 10으로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.As another example, the amine-free alkoxysilane-based compound among the alkoxysilane-based compounds may include a compound represented by Formula 10 below.

[화학식 10][Formula 10]

Figure PCTKR2020012323-appb-I000014
Figure PCTKR2020012323-appb-I000014

상기 화학식 10에서, X는 O 또는 S이고, Rf1 및 Rf2는 서로 독립적으로 단일결합이거나, 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, In Formula 10, X is O or S, and R f1 and R f2 are each independently a single bond, or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms,

Rf3 내지 Rf8은 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수1 내지 10의 알콕시기, 탄소수 6 내지 10의 아릴기, 탄소수 5 내지 10의 시클로알킬기 또는 탄소수 7 내지 14의 아르알킬기이고, p는 0 또는 1의 정수이며, p가 0인 경우 Rf1은 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기이다.R f3 to R f8 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 14 carbon atoms , p is an integer of 0 or 1, and when p is 0, Rf1 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms.

또 다른 예로, 상기 알콕시실란계 화합물 중 아민 비함유 알콕시실란계 화합물은 하기 화학식 11로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.As another example, the amine-free alkoxysilane-based compound among the alkoxysilane-based compounds may include a compound represented by the following formula (11).

[화학식 11][Formula 11]

Figure PCTKR2020012323-appb-I000015
Figure PCTKR2020012323-appb-I000015

상기 화학식 11에서, Rg1 내지 Rg4는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기 또는 -Rg5SiORg6이되, Rg1 내지 Rg4 중 적어도 하나는 -Rg5SiORg6이고, 여기에서 Rg5는 단일결합이거나 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, Rg6은 탄소수 1 내지 10의 알킬기이며, Y는 C 또는 N이되, Y가 N인 경우 Rg4는 존재하지 않는다.In Formula 11, R g1 to R g4 are each independently hydrogen, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or -R g5 SiOR g6 , but R g1 to R At least one of g4 is -R g5 SiOR g6 , wherein R g5 is a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, R g6 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, Y is C or N, and Y is In the case of N, R g4 does not exist.

또 다른 예로, 상기알콕시실란계 화합물 중 아민 함유 알콕시실란계 화합물은 하기 화학식 12로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.As another example, the amine-containing alkoxysilane-based compound among the alkoxysilane-based compounds may include a compound represented by Formula 12 below.

[화학식 12][Formula 12]

Figure PCTKR2020012323-appb-I000016
Figure PCTKR2020012323-appb-I000016

상기 화학식 12에서, Rh1 및 Rh2는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10읠 알킬기 또는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기이고, Rh3는 단일결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, A3는 -Si(Rh4Rh5Rh6) 또는 -N[Si(Rh7Rh8Rh9)]2이며, 여기에서 Rh4 내지 Rh9는 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기이다. In Formula 12, R h1 and R h2 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, R h3 is a single bond or an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and A 3 is -Si (R h4 R h5 R h6 ) or -N[Si(R h7 R h8 R h9 )] 2 , wherein R h4 to R h9 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms to be.

또 다른 예로, 상기 알콕시실란계 화합물 중 아민 비함유 알콕시실란계 화합물은 하기 화학식 13으로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.As another example, the amine-free alkoxysilane-based compound among the alkoxysilane-based compounds may include a compound represented by the following formula (13).

[화학식 13][Formula 13]

Figure PCTKR2020012323-appb-I000017
Figure PCTKR2020012323-appb-I000017

상기 화학식 13에서, Rg1 내지 Rg3은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기이고, Rg4는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기이며, q는 2 내지 100의 정수이다. In Formula 13, R g1 to R g3 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, R g4 is an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, and q is an integer of 2 to 100 .

일반Normal

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 변성 공액디엔계 중합체는 수평균 분자량(Mn)이 1,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol, 10,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol, 또는 100,000 g/mol 내지 800,000 g/mol일 수 있고, 중량평균 분자량(Mw)가 1,000 g/mol 내지 3,000,000 g/mol, 10,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol, 또는 100,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol일 수 있으며, 피크평균 분자량(Mp)가 1,000 g/mol 내지 3,000,000 g/mol, 10,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol, 또는 100,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol일 수 있다. 이 범위 내에서 구름 저항 및 젖은 노면 저항성이 우수한 효과가 있다. 또 다른 예로, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 분자량 분포(PDI; MWD; Mw/Mn)가 1.0 이상 내지 3.0 이하, 또는 1.1 이상 내지 2.5 이하, 또는 1.1 이상 2.0 이하일 수 있고, 이 범위 내에서 인장특성 및 점탄성 특성이 우수하고, 각 물성 간의 밸런스가 뛰어난 효과가 있다. The modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention has a number average molecular weight (Mn) of 1,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, 10,000 g/mol to 1,000,000 g/mol, or 100,000 g/mol to 800,000 g /mol, a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 g/mol to 3,000,000 g/mol, 10,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, or 100,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, and a peak average molecular weight (Mp) may be 1,000 g/mol to 3,000,000 g/mol, 10,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, or 100,000 g/mol to 2,000,000 g/mol. Within this range, there are excellent effects of rolling resistance and wet road surface resistance. In another example, the modified conjugated diene-based polymer may have a molecular weight distribution (PDI; MWD; Mw/Mn) of 1.0 or more and 3.0 or less, or 1.1 or more and 2.5 or less, or 1.1 or more and 2.0 or less, and tensile properties within this range And viscoelastic properties are excellent, and there is an effect of excellent balance between physical properties.

또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 무니점도(Mooney viscosity)가 100℃에서, 30 이상, 40 내지 150, 또는 40 내지 140일 수 있고, 이 범위 내에서 가공성 및 생산성이 우수한 효과가 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer may have a Mooney viscosity at 100° C., 30 or more, 40 to 150, or 40 to 140, and has excellent processability and productivity within this range.

여기에서 상기 무니점도는 무니점도계를 사용하여 측정한 것일 수 있다. 구체적으로 Monsanto社 MV2000E의 Large Rotor를 사용하여 100℃및 Rotor Speed 2±0.02 rpm의 조건에서, 중합체를 실온(23±5℃)에서 30분이상 방치한 후 27±3 g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 플래턴(platen)을 작동시켜 토크(torque)를 인가하면서 측정된 것이다.Here, the Mooney viscosity may be measured using a Mooney viscometer. Specifically, using a large rotor of Monsanto's MV2000E, under the conditions of 100°C and a rotor speed of 2±0.02 rpm, leave the polymer at room temperature (23±5°C) for 30 minutes or more, and then collect 27±3 g inside the die cavity. It was measured while filling in and applying torque by operating a platen.

또한, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 비닐 함량이 5 중량% 이상, 10 중량% 이상, 또는 10 중량% 내지 60 중량%일 수 있다. 여기에서, 상기 비닐 함량은 비닐기를 갖는 단량체와 방향족 비닐계 단량체로 이루어진 공액디엔계 공중합체 100 중량%에 대하여 1,4-첨가가 아닌 1,2-첨가된 공액디엔계 단량체의 함량을 의미할 수 있다.In addition, the modified conjugated diene-based polymer may have a vinyl content of 5% by weight or more, 10% by weight or more, or 10% by weight to 60% by weight. Here, the vinyl content refers to the content of 1,2-added conjugated diene-based monomer, not 1,4-added, based on 100% by weight of the conjugated diene-based copolymer composed of a monomer having a vinyl group and an aromatic vinyl-based monomer. I can.

변성 공액디엔계 중합체의 제조방법Method for producing modified conjugated diene-based polymer

또한, 본 발명은 상기 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 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법은 탄화수소 용매 중에서, 중합 개시제 존재 하에 공액디엔계 단량체 또는 공액디엔계 단량체와 방향족 비닐계 단량체를 중합하여 활성 비관능성 사슬을 제조하는 단계(S1); 상기 활성 비관능성 사슬과 알콕시실란계 변성제를 반응시켜 변성된 활성 비관능성 사슬을 제조하는 단계(S2); 및 상기 변성된 활성 비관능성 사슬과 N-관능기 함유 단량체 유래 반복단위를 포함하는 관능성 사슬을 반응시키는 단계(S3)를 포함하는 것을 특징으로 한다. The method for preparing the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention comprises polymerizing a conjugated diene-based monomer or a conjugated diene-based monomer and an aromatic vinyl-based monomer in a hydrocarbon solvent in the presence of a polymerization initiator to prepare an active non-functional chain. Step (S1); Preparing a modified active non-functional chain by reacting the active non-functional chain with an alkoxysilane-based modifier (S2); And reacting the modified active non-functional chain with a functional chain including a repeating unit derived from an N-functional group-containing monomer (S3).

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

상기 중합 개시제는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예컨대 메틸리튬, 에틸리튬, 프로필리튬, 이소프로필리튬, n-부틸리튬, s-부틸리튬, t-부틸리튬, 헥실리튬, n-데실리튬, t-옥틸리튬, 페닐리튬, 1-나프틸리튬, n-에이코실리튬, 4-부틸페닐리튬, 4-톨릴리튬, 사이클로헥실리튬, 3,5-디-n-헵틸사이클로헥실리튬, 4-사이클로펜틸리튬, 나프틸나트륨, 나프틸칼륨, 리튬알콕사이드, 나트륨 알콕사이드, 칼륨 알콕사이드, 리튬 술포네이트, 나트륨 술포네이트, 칼륨 술포네이트, 리튬 아미드, 나트륨 아미드, 칼륨아미드 및 리튬 이소프로필아미드로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.The polymerization initiator is not particularly limited, for example, methyllithium, ethyllithium, propyllithium, isopropyllithium, n-butyllithium, s-butyllithium, t-butyllithium, hexyllithium, n-decyllithium, t-octyl Lithium, phenyllithium, 1-naphthyllithium, n-eicosyllithium, 4-butylphenyllithium, 4-tolyllithium, cyclohexyllithium, 3,5-di-n-heptylcyclohexyllithium, 4-cyclopentyllithium , Naphthyl sodium, naphthyl potassium, lithium alkoxide, sodium alkoxide, potassium alkoxide, lithium sulfonate, sodium sulfonate, potassium sulfonate, lithium amide, sodium amide, potassium amide and lithium isopropylamide It can be more than that.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 중합 개시제는 단량체 총 100 g을 기준으로 0.01 mmol 내지 10 mmol, 0.05 mmol 내지 5 mmol, 0.1 mmol 내지 2 mmol, 0.1 mmol 내지 1 mmol, 또는 0.15 내지 0.8 mmol로 사용할 수 있다. 여기에서, 상기 단량체 총 100 g은 공액디엔계 단량체 또는 공액디엔계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체의 합계량을 나타내는 것일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the polymerization initiator is 0.01 mmol to 10 mmol, 0.05 mmol to 5 mmol, 0.1 mmol to 2 mmol, 0.1 mmol to 1 mmol, or 0.15 to 0.8 mmol based on a total of 100 g of monomers. Can be used. Here, the total of 100 g of the monomers may represent the total amount of a conjugated diene-based monomer or a conjugated diene-based monomer and an aromatic vinyl-based monomer.

S1 단계Step S1

상기 (S1) 단계의 중합은 일례로 음이온 중합일 수 있고, 구체적인 예로 음이온에 의한 성장 중합 반응에 의해 중합 말단에 음이온 활성 부위를 갖는 리빙 음이온 중합일 수 있다. 또한, 상기 (S1) 단계의 중합은 승온 중합, 등온 중합 또는 정온 중합(단열 중합)일 수 있고, 상기 정온 중합은 중합 개시제를 투입한 이후 임의로 열을 가하지 않고 자체 반응열로 중합시키는 단계를 포함하는 중합방법을 의미할 수 있고, 상기 승온 중합은 상기 중합 개시제를 투입한 이후 임의로 열을 가하여 온도를 증가시키는 중합방법을 의미할 수 있으며, 상기 등온 중합은 상기 중합 개시제를 투입한 이후 열을 가하여 열을 증가시키거나 열을 뺏어 중합물의 온도를 일정하게 유지하는 중합방법을 의미할 수 있다.The polymerization in step (S1) may be an anionic polymerization as an example, and a specific example may be a living anionic polymerization having an anionic active site at the polymerization end by a growth polymerization reaction by an anion. In addition, the polymerization in step (S1) may be elevated temperature polymerization, isothermal polymerization, or constant temperature polymerization (insulation polymerization), and the constant temperature polymerization includes polymerization by self-reaction heat without optionally applying heat after the polymerization initiator is added. It may mean a polymerization method, and the elevated-temperature polymerization may mean a polymerization method in which heat is arbitrarily applied after the polymerization initiator is added to increase the temperature, and the isothermal polymerization is heated by applying heat after the polymerization initiator is added. It may mean a polymerization method in which the temperature of the polymerized product is kept constant by increasing or taking away heat.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 (S1) 단계의 중합은 상기 공액디엔계 단량체 이외에 탄소수 1 내지 10의 디엔계 화합물 더 포함하여 실시될 수 있고, 이 경우 장시간 운전 시 반응기 벽면에 겔이 형성되는 것을 방지하는 효과가 있다. 상기 디엔계 화합물 일례로 1,2-부타디엔일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the polymerization in step (S1) may further include a diene-based compound having 1 to 10 carbon atoms in addition to the conjugated diene-based monomer. There is an effect of preventing this formation. As an example of the diene-based compound, it may be 1,2-butadiene.

상기 (S1) 단계의 중합은 일례로 80℃이하, -20℃ 내지 80℃, 0℃ 내지 80℃, 0℃ 내지 70℃ 또는 10℃ 내지 70℃의 온도범위에서 실시될 수 있고, 이 범위 내에서 중합체의 분자량 분포를 좁게 조절하여, 물성 개선이 뛰어난 효과가 있다.The polymerization of step (S1) may be carried out in a temperature range of 80°C or less, -20°C to 80°C, 0°C to 80°C, 0°C to 70°C, or 10°C to 70°C, for example, within this range. By narrowly controlling the molecular weight distribution of the polymer, there is an excellent effect of improving physical properties.

상기 (S1) 단계에 의해 제조된 활성 중합체 사슬은 중합체 음이온과 유기 금속 양이온이 결합된 중합체를 의미할 수 있다. The active polymer chain prepared by the step (S1) may mean a polymer in which a polymer anion and an organic metal cation are bonded.

한편, 상기 (S1) 단계의 중합은 극성 첨가제를 포함하여 실시될 수 있고, 상기 극성 첨가제는 단량체 총 100g을 기준으로 0.001g 내지 50g, 0.001g 내지 10g, 또는 0.005g 내지 0.1g의 비율로 첨가할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 극성첨가제는 중합 개시제 총 1 mmol을 기준으로 0.001g 내지 10g, 0.005g 내지 5g, 0.005g 내지 4g의 비율로 첨가할 수 있다.Meanwhile, the polymerization of step (S1) may be carried out including a polar additive, and the polar additive is added in a ratio of 0.001 g to 50 g, 0.001 g to 10 g, or 0.005 g to 0.1 g based on a total of 100 g of monomers. can do. As another example, the polar additive may be added in a ratio of 0.001g to 10g, 0.005g to 5g, and 0.005g to 4g based on a total of 1 mmol of the polymerization initiator.

상기 극성 첨가제는 일례로 테트라하이드로퓨란, 2,2-디(2-테트라하이드로퓨릴)프로판, 디에틸에테르, 시클로펜틸에테르, 디프로필에테르, 에틸렌메틸에테르, 에틸렌디메틸에테르, 디에틸글리콜, 디메틸에테르, 터셔리-부톡시에톡시에탄, 비스(3-디메틸아미노에틸)에테르, (디메틸아미노에틸)에틸에테르, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민, N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민, 소듐멘톨레이트(sodium mentholate) 및 2-에틸테트라하이드로퍼푸릴 에테르(2-ethyl tetrahydrofurfuryl ether) 로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 2,2-디(2-테트라하이드로퓨릴)프로판, 트리에틸아민, 테트라메틸에틸렌디아민, 소듐멘톨레이트(sodium mentholate) 또는 2-에틸테트라하이드로퍼푸릴 에테르(2-ethyl tetrahydrofurfuryl ether)일 수 있으며, 상기 극성 첨가제를 포함하는 경우 공액디엔계 단량체 및 방향족 비닐계 단량체를 공중합시키는 경우 이들의 반응 속도 차이를 보완해줌으로써 랜덤 공중합체를 용이하게 형성할 수 있도록 유도하는 효과가 있다.The polar additives include, for example, tetrahydrofuran, 2,2-di (2-tetrahydrofuryl) propane, diethyl ether, cyclopentyl ether, dipropyl ether, ethylene methyl ether, ethylene dimethyl ether, diethyl glycol, dimethyl ether. , Tertiary-butoxyethoxyethane, bis(3-dimethylaminoethyl) ether, (dimethylaminoethyl) ethyl ether, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, N,N,N',N'-tetra It may be one or more selected from the group consisting of methylethylenediamine, sodium mentholate, and 2-ethyl tetrahydrofurfuryl ether, preferably 2,2-di(2-tetra) Hydrofuryl) propane, triethylamine, tetramethylethylenediamine, sodium mentholate, or 2-ethyl tetrahydrofurfuryl ether, and when the polar additive is included, conjugated diene In the case of copolymerization of the based monomer and the aromatic vinyl based monomer, there is an effect of inducing a random copolymer to be easily formed by compensating for a difference in the reaction rate thereof.

S2 단계Step S2

상기 (S2) 단계는 활성 비관능성 사슬과 알콕시실란계 화합물을 반응시켜 변성된 활성 비관능성 사슬을 제조하기 위한 단계로, 여기에서 반응은 변성 또는 커플링 반응으로 일 수 있고, 이때, 상기 변성제는 단량체 총 100g을 기준으로 0.01 mmol 내지 10 mmol의 양으로 사용할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 변성제는 상기 (S1) 단계의 중합 개시제 1몰을 기준으로, 1:0.1 내지 10, 1: 0.1 내지 5, 또는 1:0.1 내지 1:3의 몰비로 사용할 수 있다.The step (S2) is a step for preparing a modified active non-functional chain by reacting an active non-functional chain with an alkoxysilane-based compound, wherein the reaction may be a modification or a coupling reaction, in which case, the modifying agent It can be used in an amount of 0.01 mmol to 10 mmol based on a total of 100 g of monomers. As another example, the modifier may be used in a molar ratio of 1:0.1 to 10, 1: 0.1 to 5, or 1:0.1 to 1:3, based on 1 mole of the polymerization initiator in step (S1).

S3 단계Step S3

또한, 상기 (S3) 단계는 변성된 활성 비관능성 사슬과 N-관능기 함유 단량체 유래 반복단위를 포함하는 관능성 사슬을 반응시켜 변성 공액디엔계 중합체를 제조하기 위한 단계이다. In addition, the step (S3) is a step for preparing a modified conjugated diene-based polymer by reacting a modified active non-functional chain with a functional chain including a repeating unit derived from an N-functional group-containing monomer.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법은 상기 (S3) 단계 이전에 관능성 사슬을 제조하는 단계를 더 포함할 수 있고, 상기 관능성 사슬을 제조하는 단계는 탄화수소 용매 중에서 유기리튬 화합물 존재 하에 N-관능기 함유 단량체 또는 N-관능기 함유 단량체와 공액디엔계 단량체를 중합반응시켜 수행하는 것일 수 있다. 이때, 상기 중합반응은 음이온에 의한 성장 중합 반응에 의해 중합 말단에 음이온 활성 부위를 갖는 리빙 음이온 중합일 수 있고, 이에 관능성 사슬은 일 말단이 단량체로서 작용할 수 있는 리빙 음이온 말단일 수 있다. On the other hand, the manufacturing method according to an embodiment of the present invention may further include the step of preparing a functional chain before step (S3), and the step of preparing the functional chain includes the presence of an organolithium compound in a hydrocarbon solvent. It may be carried out by polymerization reaction of an N-functional group-containing monomer or an N-functional group-containing monomer and a conjugated diene-based monomer. In this case, the polymerization reaction may be a living anionic polymerization having an anionic active site at the polymerization end by a growth polymerization reaction by an anion, and thus, the functional chain may be a living anionic end in which one end can act as a monomer.

여기에서, 상기 유기리튬 화합물을 알킬리튬 화합물일 수 있고, 구체적으로는 메틸리튬, 에틸리튬, 프로필리튬, 이소프로필리튬, n-부틸리튬, s-부틸리튬, t-부틸리튬, 헥실리튬, n-데실리튬, t-옥틸리튬, 페닐리튬, 1-나프틸리튬, n-에이코실리튬, 4-부틸페닐리튬, 4-톨릴리튬, 사이클로헥실리튬, 3,5-디-n-헵틸사이클로헥실리튬 또는 4-사이클로펜틸리륨, 보다 구체적으로는 n-부틸리튬일 수 있다.Here, the organolithium compound may be an alkyllithium compound, specifically methyllithium, ethyllithium, propyllithium, isopropyllithium, n-butyllithium, s-butyllithium, t-butyllithium, hexyllithium, n -Decyllithium, t-octyllithium, phenyllithium, 1-naphthyllithium, n-eicosyllithium, 4-butylphenyllithium, 4-tolyllithium, cyclohexyllithium, 3,5-di-n-heptylcyclohexyl It may be lithium or 4-cyclopentylium, more specifically n-butyllithium.

일례로서, 상기 관능성 사슬은 하기의 반응식 1을 통해서 제조되는 것일 수 있고, 이에 하기 화학식 M1으로 표시되는 구조를 갖는 화합물일 수 있다. As an example, the functional chain may be prepared through Reaction Scheme 1 below, and thus may be a compound having a structure represented by the following Chemical Formula M1.

[반응식 1][Scheme 1]

Figure PCTKR2020012323-appb-I000018
Figure PCTKR2020012323-appb-I000018

다른 일례로서, 상기 관능성 사슬은 하기의 반응식 2를 통해서 제조되는 것일 수 있고, 이에 하기 화학식 M2로 표시되는 구조를 갖는 화합물일 수 있다.As another example, the functional chain may be prepared through Reaction Scheme 2 below, and thus may be a compound having a structure represented by the following Chemical Formula M2.

[반응식 2][Scheme 2]

Figure PCTKR2020012323-appb-I000019
Figure PCTKR2020012323-appb-I000019

다른 일례로서, 상기 관능성 사슬은 하기의 반응식 3을 통해서 제조되는 것일 수 있고, 이에 하기 화학식 M3으로 표시되는 구조를 갖는 화합물일 수 있다.As another example, the functional chain may be prepared through Reaction Scheme 3 below, and thus may be a compound having a structure represented by the following Chemical Formula M3.

[반응식 3][Scheme 3]

Figure PCTKR2020012323-appb-I000020
Figure PCTKR2020012323-appb-I000020

다른 일례로서, 상기 관능성 사슬은 하기의 반응식 4를 통해서 제조되는 것일 수 있고, 이에 하기 화학식 M4로 표시되는 구조를 갖는 화합물일 수 있다.As another example, the functional chain may be prepared through Reaction Scheme 4 below, and thus may be a compound having a structure represented by the following Chemical Formula M4.

[반응식 4][Scheme 4]

Figure PCTKR2020012323-appb-I000021
Figure PCTKR2020012323-appb-I000021

상기 반응식 1 내지 반응식 4에서, R8d, R8, X, X1-X2, X3-X4, R11a 내지 R11c, R12a 내지 R12c, 및 o는 상기 화학식 1 내지 화학식 4에서 정의한 바와 같고, R-Li은 알킬리튬 화합물이며, R은 상기 알킬리튬으로부터 유래된 알킬기이다.In Reaction Schemes 1 to 4, R 8d , R 8 , X, X 1 -X 2 , X 3 -X 4 , R 11a to R 11c , R 12a to R 12c , and o are as defined in Chemical Formulas 1 to 4, R-Li is an alkyllithium compound, and R is an alkyl group derived from the alkyllithium. to be.

또, 상기 관능성 사슬은 화학식 1 내지 화학식 4로 표시되는 화합물 중에서 선택되는 1종인 N-관능기 함유 단량체 유래 반복단위를 1 내지 80개, 1 내지 60개 또는 1 내지 50으로 포함, 예시적으로 상기 화학식 M1 내지 화학식 M4에서 r1 내지 r4 각각이 1 내지 80, 1 내지 60 또는 1 내지 50인 것일 수 있다. 이 경우, 상기 관능성 사슬로부터 유래된 제2사슬을 포함하는 상기 변성 공액디엔계 중합체가 전술한 Si 및 N 함량을 가질 수 있고, 가공성, 인장특성 및 점탄성 특성이 균형있게 우수할 수 있다.In addition, the functional chain contains 1 to 80, 1 to 60, or 1 to 50 repeating units derived from an N-functional group-containing monomer, which is one selected from compounds represented by Chemical Formulas 1 to 4, and illustratively the above In Formulas M1 to M4, each of r 1 to r 4 may be 1 to 80, 1 to 60, or 1 to 50. In this case, the modified conjugated diene-based polymer including the second chain derived from the functional chain may have the aforementioned Si and N contents, and may have excellent processability, tensile properties, and viscoelastic properties in a balanced manner.

한편, 상기 (S3) 단계는 변성된 활성 중합체와 관능성 사슬은 상기 변성된 활성 중합체 내 변성제 유래 작용기와 상기 관능성 사슬의 리빙 음이온 말단이 반응함으로써 변성 공액디엔계 중합체를 제조하는 것일 수 있다. On the other hand, the step (S3) may be to prepare a modified conjugated diene-based polymer by reacting the modified active polymer and the functional chain with the functional group derived from the denaturant in the modified active polymer and the living anion end of the functional chain.

구체적으로, 상기 (S2) 단계에서 제조된 변성된 활성 중합체 사슬은 변성제 유래 작용기를 포함하고, 상기 변성제 유래 작용기는 중합체 사슬과 반응하지 않고 남아 있는 알콕시기를 포함하고 있으며, 이에 상기 관능성 사슬의 리빙 음이온 말단과 상기 알콕시기가 반응함으로써 상기의 변성 공액디엔계 중합체가 제조되는 것일 수 있다. Specifically, the modified active polymer chain prepared in step (S2) includes a functional group derived from a denaturant, and the functional group derived from the denaturant includes an alkoxy group remaining without reacting with the polymer chain, and thus the living of the functional chain It may be that the anion terminal and the alkoxy group react to prepare the modified conjugated diene-based polymer.

또한, 상기 관능성 사슬은 중합 개시제 1몰 대비 0.1 내지 4.0 몰, 0.1 몰 내지 2.0 몰 또는 0.5 몰 내지 1.5 몰로 사용하는 것일 수 있다. In addition, the functional chain may be used in an amount of 0.1 to 4.0 moles, 0.1 to 2.0 moles, or 0.5 to 1.5 moles relative to 1 mole of the polymerization initiator.

본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법을 적용하는 경우, 관능기가 많은 변성제만을 사용하는 경우보다 더 많은 관능기를 도입할 수 있는 장점이 있다. 구체적으로, 활성 중합체와 변성제의 알콕시기는 중합체의 입체 장애로 인하여 변성제 한 분자에 2개 이상의 중합체 사슬이 결합되기 어렵고, 3개 이상의 사슬이 결합될 수는 있으나 3개 이상의 사슬이 커플링된 변성 중합체는 미량일 수밖에 없다. 그러나, 본 발명에서와 같이, 비관능성 사슬보다 중량평균 분자량이 약 10% 수준인 관능성 사슬은 입체 장애 효과를 극복할 수 있고, 이에 따라 1개 또는 2개의 비관능성 사슬이 결합되어 있는 변성제의 알콕시 잔기에 결합할 수 있게 되어 중합체 사슬 내 관능기를 더 많이 도입할 수 있게 되는 것이다.When applying the manufacturing method according to an embodiment of the present invention, there is an advantage in that more functional groups can be introduced than when only a modifier having a large number of functional groups is used. Specifically, the alkoxy group of the active polymer and the modifier is difficult to bind two or more polymer chains to one molecule of the modifier due to steric hindrance of the polymer, and although three or more chains may be bonded, a modified polymer in which three or more chains are coupled. Is bound to be a trace amount. However, as in the present invention, the functional chain having a weight average molecular weight of about 10% level than that of the non-functional chain can overcome the steric hindrance effect, and accordingly, the denaturant in which one or two non-functional chains are bound The ability to bind to the alkoxy moiety allows the introduction of more functional groups in the polymer chain.

즉, 변성제 한 분자 내 관능기를 도입하는 것은 분명히 한계가 있고, 아무리 많이 도입한다고 하더라도, 본 발명에서와 같이 입체 장애 효과를 받지 않는 수준의 관능성 사슬을 알콕시 잔기에 결합시키는 경우와 비교하면 절대적인 양에 차이가 있을 수밖에 없다.In other words, the introduction of a functional group in one molecule of the denaturant is clearly limited, and even if it is introduced, it is an absolute amount compared to the case where a functional chain of a level that does not receive steric hindrance effect as in the present invention is bonded to an alkoxy moiety. There must be a difference.

따라서, 본 발명에 따른 변성 공액디엔계 중합체의 제조방법으로 제조된 변성 공액디엔계 중합체는 기존의 단말단 변성 중합체 대비 인장 특성 및 점탄성 특성이 우수할 수 있다. 또한, 알콕시 잔기를 활용하는 방법인 점에서 관능기의 추가 도입을 위해 시작 말단에는 비관능 특성을 유지할 수 있어 기존의 양말단 변성 중합체 대비 가공 특성이 현저히 개선될 수 있으며, 변성제 유래 단위에 잔류하는 알콕시 잔기가 기존의 제조방법에 비해 감소될 수 있어서, 중합체 내 -OR기 또는 -OH기의 존재로 인하여 일어나는 축합반응 또는 가수분해 반응 등의 부반응을 현저히 저감할 수 있어서 가공성이 개선되며 경시 변화가 현저히 줄어들어 보관 안정성 또한 향상될 수 있다.Accordingly, the modified conjugated diene-based polymer prepared by the method for producing a modified conjugated diene-based polymer according to the present invention may have excellent tensile properties and viscoelastic properties compared to the existing terminal-end modified polymer. In addition, since it is a method using an alkoxy moiety, non-functional properties can be maintained at the start end for additional introduction of a functional group, so processing characteristics can be significantly improved compared to the existing modified polymer at both ends, and the alkoxy remaining in the unit derived from the denaturant Since the residue can be reduced compared to the existing manufacturing method, side reactions such as condensation reactions or hydrolysis reactions occurring due to the presence of -OR groups or -OH groups in the polymer can be significantly reduced, improving processability and significantly changing over time. As it is reduced, storage stability can also be improved.

고무 조성물Rubber composition

아울러, 본 발명은 상기의 변성 공액디엔계 중합체를 포함하는 고무 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a rubber composition comprising the modified conjugated diene-based polymer.

상기 고무 조성물은 상기 변성 공액디엔계 중합체를 10 중량% 이상, 10 중량% 내지 100 중량%, 또는 20 중량% 내지 90 중량%의 양으로 포함하는 것일 수 있고, 이 범위 내에서 인장 강도, 내마모성 등의 기계적 물성이 우수하고, 각 물성 간의 밸런스가 뛰어난 효과가 있다.The rubber composition may contain the modified conjugated diene-based polymer in an amount of 10% by weight or more, 10% by weight to 100% by weight, or 20% by weight to 90% by weight, and within this range, tensile strength, abrasion resistance, etc. It has excellent mechanical properties and excellent balance between properties.

또한, 상기 고무 조성물은 상기 변성 공액디엔계 중합체 외에 필요에 따라 다른 고무 성분을 더 포함할 수 있고, 이 때 상기 고무 성분은 고무 조성물 총 중량에 대하여 90 중량% 이하의 함량으로 포함될 수 있다. 구체적인 예로 상기 다른 고무 성분은 상기 변성 공액디엔계 중합체 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 900 중량부로 포함되는 것일 수 있다.In addition, the rubber composition may further include other rubber components as necessary in addition to the modified conjugated diene-based polymer, and in this case, the rubber component may be included in an amount of 90% by weight or less based on the total weight of the rubber composition. As a specific example, the other rubber component may be included in an amount of 1 to 900 parts by weight based on 100 parts by weight of the modified conjugated diene-based polymer.

상기 고무 성분은 일례로 천연고무 또는 합성고무일 수 있으며, 구체적인 예로 시스-1,4-폴리이소프렌을 포함하는 천연고무(NR); 상기 일반적인 천연고무를 변성 또는 정제한, 에폭시화 천연고무(ENR), 탈단백 천연고무(DPNR), 수소화 천연고무 등의 변성 천연고무; 스티렌-부타디엔 공중합체(SBR), 폴리부타디엔(BR), 폴리이소프렌(IR), 부틸고무(IIR), 에틸렌-프로필렌 공중합체, 폴리이소부틸렌-코-이소프렌, 네오프렌, 폴리(에틸렌-코-프로필렌), 폴리(스티렌-코-부타디엔), 폴리(스티렌-코-이소프렌), 폴리(스티렌-코-이소프렌-코-부타디엔), 폴리(이소프렌-코-부타디엔), 폴리(에틸렌-코-프로필렌-코-디엔), 폴리설파이드 고무, 아크릴 고무, 우레탄 고무, 실리콘 고무, 에피클로로히드린 고무, 할로겐화 부틸 고무 등과 같은 합성고무일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.The rubber component may be, for example, natural rubber or synthetic rubber, and specific examples include natural rubber (NR) including cis-1,4-polyisoprene; Modified natural rubber such as epoxidized natural rubber (ENR), deproteinized natural rubber (DPNR), hydrogenated natural rubber, etc. obtained by modifying or purifying 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 them may be used.

상기 고무 조성물은 일례로 본 발명의 변성 공액디엔계 중합체 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 200 중량부, 또는 10 중량부 내지 120 중량부의 충진제를 포함하는 것일 수 있다. 상기 충진제는 일례로 실리카계 충진제일 수 있고, 구체적인 예로 습식 실리카(함수규산), 건식 실리카(무수규산), 규산칼슘, 규산알루미늄 또는 콜로이드 실리카 등일 수 있으며, 바람직하게는 파괴 특성의 개량 효과 및 웨트 그립성(wet grip)의 양립 효과가 가장 뛰어난 습식 실리카일 수 있다. 또한, 상기 고무 조성물은 필요에 따라 카본블랙계 충진제를 더 포함할 수 있다.The rubber composition may include, for example, 0.1 parts by weight to 200 parts by weight, or 10 parts by weight to 120 parts by weight of a filler based on 100 parts by weight of the modified conjugated diene-based polymer of the present invention. The filler may be a silica-based filler as an example, and a specific example may be wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, aluminum silicate, or colloidal silica, and preferably, the effect of improving fracture properties and wet It may be wet-type silica that has the best effect of both wet grip. In addition, the rubber composition may further include a carbon black-based filler if necessary.

또 다른 예로, 상기 충진제로 실리카가 사용되는 경우 보강성 및 저발열성 개선을 위한 실란 커플링제가 함께 사용될 수 있고, 구체적인 예로 상기 실란 커플링제는 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라술피드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)트리술피드, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)디술피드, 비스(2-트리에톡시실릴에틸)테트라술피드, 비스(3-트리메톡시실릴프로필)테트라술피드, 비스(2-트리메톡시실릴에틸)테트라술피드, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 2-머캅토에틸트리메톡시실란, 2-머캅토에틸트리에톡시실란, 3-트리메톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 2-트리에톡시실릴에틸-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드, 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아졸릴테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필벤졸릴테트라술피드, 3-트리에톡시실릴프로필메타크릴레이트모노술피드, 3-트리메톡시실릴프로필메타크릴레이트모노술피드, 비스(3-디에톡시메틸실릴프로필)테트라술피드, 3-머캅토프로필디메톡시메틸실란, 디메톡시메틸실릴프로필-N,N-디메틸티오카르바모일테트라술피드 또는 디메톡시메틸실릴프로필벤조티아졸릴테트라술피드 등일 수 있으며, 이들 중 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물이 사용될 수 있다. 바람직하게는 보강성 개선 효과를 고려할 때 비스(3-트리에톡시실릴프로필)폴리술피드 또는 3-트리메톡시실릴프로필벤조티아질테트라술피드일 수 있다.As another example, when silica is used as the filler, a silane coupling agent for improving reinforcement and low heat generation properties may be used together, and as a specific example, the silane coupling agent is bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide. , Bis(3-triethoxysilylpropyl)trisulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(3-trimethoxysilyl) Propyl) tetrasulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide Feed, 2-triethoxysilylethyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazolyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylbenzolyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylmethacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropylmethacrylate monosulfide, bis(3-diethoxymethylsilylpropyl)tetrasulfide, 3-mercaptopropyldimethoxymethyl Silane, dimethoxymethylsilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, dimethoxymethylsilylpropylbenzothiazolyltetrasulfide, and the like, and any one or a mixture of two or more of them may be used. Preferably, when considering the effect of improving reinforcing properties, it may be bis(3-triethoxysilylpropyl)polysulfide or 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazyltetrasulfide.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고무 조성물은, 고무 성분으로서 활성 부위에 실리카와의 친화성이 높은 작용기가 도입된 변성 공액디엔계 중합체가 사용되고 있기 때문에, 실란 커플링제의 배합량은 통상의 경우보다 저감될 수 있고, 이에 따라, 상기 실란 커플링제는 실리카 100 중량부에 대하여 1 중량부 내지 20 중량부, 또는 5 중량부 내지 15 중량부로 사용될 수 있으며, 이 범위 내에서 커플링제로서의 효과가 충분히 발휘되면서도 고무 성분의 겔화를 방지하는 효과가 있다.In addition, in the rubber composition according to an embodiment of the present invention, since a modified conjugated diene-based polymer in which a functional group having high affinity with silica is introduced as a rubber component is used, the amount of the silane coupling agent is usually It may be less than the case, and accordingly, the silane coupling agent may be used in an amount of 1 to 20 parts by weight, or 5 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of silica, and the effect as a coupling agent within this range is While sufficiently exerted, there is an effect of preventing the gelation of the rubber component.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고무 조성물은 황 가교성일 수 있고, 가황제를 더 포함할 수 있다. 상기 가황제는 구체적으로 황 분말일 수 있고, 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 10 중량부로 포함될 수 있으며, 이 범위 내에서 가황 고무 조성물의 필요한 탄성률 및 강도를 확보함과 동시에 저연비성이 뛰어난 효과가 있다.The rubber composition according to an embodiment of the present invention may be sulfur crosslinkable, and may further include a vulcanizing agent. The vulcanizing agent may specifically be a sulfur powder, and may be included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component, within this range, while securing the required elastic modulus and strength of the vulcanized rubber composition, and at the same time having low fuel economy. It has an excellent effect.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 고무 조성물은 상기한 성분들 외에, 통상 고무 공업계에서 사용되는 각종 첨가제, 구체적으로는 가황 촉진제, 공정유, 산화방지제, 가소제, 노화 방지제, 스코치 방지제, 아연화(zinc white), 스테아르산, 열경화성 수지, 또는 열가소성 수지 등을 더 포함할 수 있다.In addition to the above components, the rubber composition according to an embodiment of the present invention includes various additives commonly used in the rubber industry, specifically, a vulcanization accelerator, a process oil, an antioxidant, a plasticizer, an anti-aging agent, an anti-scorch agent, and zinc. white), stearic acid, a thermosetting resin, or a thermoplastic resin.

상기 가황 촉진제는 일례로 M(2-머캅토벤조티아졸), DM(디벤조티아질디술피드), CZ(N-시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드) 등의 티아졸계 화합물, 혹은 DPG(디페닐구아니딘) 등의 구아니딘계 화합물이 사용될 수 있고, 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.The vulcanization accelerator is, for example, a thiazole compound such as M (2-mercaptobenzothiazole), DM (dibenzothiazyl disulfide), CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide), or DPG A guanidine-based compound such as (diphenylguanidine) may be used, and may be included in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component.

상기 공정유는 고무 조성물 내에서 연화제로서 작용하는 것으로, 일례로 파라핀계, 나프텐계, 또는 방향족계 화합물일 수 있고, 인장 강도 및 내마모성을 고려할 때 방향족계 공정유가, 히스테리시스 손실 및 저온 특성을 고려할 때 나프텐계 또는 파라핀계 공정유가 사용될 수 있다. 상기 공정유는 일례로 고무 성분 100 중량부에 대하여 100 중량부 이하의 함량으로 포함될 수 있고, 이 범위 내에서 가황 고무의 인장 강도, 저발열성(저연비성)의 저하를 방지하는 효과가 있다.The process oil acts as a softener in the rubber composition, and may be, for example, a paraffinic, naphthenic, or aromatic compound, and when considering tensile strength and abrasion resistance, when considering aromatic process oil price, hysteresis loss, and low-temperature characteristics Naphthenic or paraffinic process oil may be used. For example, the process oil may be included in an amount of 100 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the rubber component, and within this range, there is an effect of preventing a decrease in tensile strength and low heat generation (low fuel economy) of the vulcanized rubber.

상기 산화방지제는 일례로 2,6-디-t-부틸파라크레졸, 디부틸히드록시톨루엔일, 2,6-비스((도데실티오)메틸)-4-노닐페놀(2,6-bis((dodecylthio)methyl)-4-nonylphenol) 또는 2-메틸-4,6-비스((옥틸티오)메틸)페놀(2-methyl-4,6-bis((octylthio)methyl)phenol)일 수 있고, 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 6 중량부로 사용될 수 있다.The antioxidant is, for example, 2,6-di-t-butylparacresol, dibutylhydroxytoluenyl, 2,6-bis((dodecylthio)methyl)-4-nonylphenol (2,6-bis( (dodecylthio)methyl)-4-nonylphenol) or 2-methyl-4,6-bis((octylthio)methyl)phenol (2-methyl-4,6-bis((octylthio)methyl)phenol), It may be used in an amount of 0.1 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component.

상기 노화방지제는 일례로 N-이소프로필-N'-페닐-p-페닐렌디아민, N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민, 6-에톡시-2,2,4-트리메틸-1,2-디히드로퀴놀린, 또는 디페닐아민과 아세톤의 고온 축합물 등일 수 있고, 고무 성분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 6 중량부로 사용될 수 있다.The anti-aging agent is, for example, N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine, 6-ethoxy-2 ,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, or a high-temperature condensation product of diphenylamine and acetone, and the like, and may be used in an amount of 0.1 to 6 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component.

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

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

아울러, 본 발명은 상기 고무 조성물을 이용하여 제조된 타이어를 제공한다.In addition, the present invention provides a tire manufactured using the rubber composition.

상기 타이어는 타이어 또는 타이어 트레드를 포함하는 것일 수 있다.The tire may include a tire or a tire tread.

실시예Example

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.Hereinafter, examples will be described in detail in order to describe the present invention in detail. However, the embodiments according to the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely describe the present invention to those of ordinary skill in the art.

실험 #1Experiment #1

제조예 1Manufacturing Example 1

500 ml의 둥근바닥 플라스크에 테트라하이드로 퓨란 100 ml 및 n-부틸리튬 1 g(10 wt% in n-hexane)을 넣고 1-비닐-1H-이미다졸(1-vinyl-1H-imidazole)을 첨가([act. Li] 1몰 대비 3 몰비)한 후, 10℃에서 30분 동안 반응시켜 관능성 사슬을 함유하는 용액(15.6 mmol/l)을 제조하였으며, GC 분석을 통해 반응 후 1-비닐-1H-이미다졸이 검출되지 않은 것을 통해 반응이 되었음을 확인하였다.In a 500 ml round bottom flask, 100 ml of tetrahydrofuran and 1 g (10 wt% in n-hexane) of n-butyllithium were added, and 1-vinyl-1H-imidazole was added ( [act. Li] 3 mol ratio to 1 mol), and reacted at 10° C. for 30 minutes to prepare a solution containing a functional chain (15.6 mmol/l), and 1-vinyl-1H after the reaction through GC analysis -It was confirmed that the reaction was carried out through the fact that imidazole was not detected.

실시예 1-1Example 1-1

20 L 오토클레이브 반응기에 n-헥산 3 kg, 스티렌 215 g, 1,3-부타디엔 745 g 및 극성첨가제로 2,2-비스(2-옥소라닐)프로판 1.29 g을 투입한 뒤, n-부틸리튬 3.2 g(10wt% in n-헥산)을 투입하고 반응기 내부온도를 60℃로 맞추고 단열승온 반응을 진행하였다. 30여분 경과 후, 1,3-부타디엔 39 g을 투입하여 중합체 말단을 부타디엔으로 캡핑(capping)하고 10여분 경과 후 변성제로 1,1,1-트리메틸-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)-N-(트리메틸실릴)실란아민(1,1,1-trimethyl-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)-N-(trimethylsilyl)silanamine)을 투입하여 15분 동안 반응시켰다([DTP]:[act. Li]=1.5:1 몰비, [변성제]:[act. Li]=0.7:1몰비). 이후 제조예 1에서 제조된 관능성 사슬을 함유하는 용액을 첨가하고 15분 동안 반응시키고([act. Li]:[관능성 사슬]=1:1 몰비), 에탄올을 이용하여 반응을 정지시키고, 산화방지제인 Wingstay K가 헥산에 30 중량% 녹아있는 용액 33 g을 첨가하였다. 그 결과 얻어진 중합물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 다음, 롤 건조하여 잔량의 용매와 물을 제거하여, 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다. In a 20 L autoclave reactor, 3 kg of n-hexane, 215 g of styrene, 745 g of 1,3-butadiene, and 1.29 g of 2,2-bis(2-oxoranyl)propane as a polar additive were added, and then n-butyl Lithium 3.2 g (10wt% in n-hexane) was added, and the internal temperature of the reactor was adjusted to 60°C, and an adiabatic heating reaction was performed. After about 30 minutes, 39 g of 1,3-butadiene was added to cap the polymer end with butadiene, and after 10 minutes elapsed, 1,1,1-trimethyl-N-(3-(triethoxysilyl) as a denaturant Profile)-N-(trimethylsilyl)silanamine (1,1,1-trimethyl-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)-N-(trimethylsilyl)silanamine) was added and reacted for 15 minutes ([DTP] :[act. Li]=1.5:1 molar ratio, [modifier]:[act. Li]=0.7:1 molar ratio). Thereafter, the solution containing the functional chain prepared in Preparation Example 1 was added and reacted for 15 minutes ([act. Li]:[functional chain]=1:1 molar ratio), and the reaction was stopped using ethanol, 33 g of a solution in which the antioxidant Wingstay K was dissolved in 30% by weight in hexane was added. The resulting polymer was put in hot water heated with steam and stirred to remove the solvent, and then roll-dried to remove the remaining amount of solvent and water, thereby preparing a modified styrene-butadiene copolymer.

실시예 1-2Example 1-2

실시예 1-1에 있어서, 변성제로 1,1,1-트리메틸-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)-N-(트리메틸실릴)실란아민 대신에 3-(2,2-디메톡시-1,2-아자실로리딘-1-일)-N,N-비스(3-(트리메톡시실릴)프로필)프로판-1-아민(3-(2,2-dimethoxy-1,2-azasilodidin-1-yl)-N,N-bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)propan-1-amine)을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1-1과 동일하게 실시하여 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다([변성제]:[act. Li]=0.7:1몰비).In Example 1-1, in place of 1,1,1-trimethyl-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)-N-(trimethylsilyl)silaneamine as a denaturing agent, 3-(2,2-dime Toxic-1,2-azaciloridin-1-yl)-N,N-bis(3-(trimethoxysilyl)propyl)propan-1-amine (3-(2,2-dimethoxy-1,2 -Azasilodidin-1-yl) -N,N-bis (3- (trimethoxysilyl) propyl) propan-1-amine), except for using the same procedure as in Example 1-1, modified styrene-butadiene copolymer Was prepared ([modifier]:[act. Li]=0.7:1 molar ratio).

비교예 1-1Comparative Example 1-1

실시예 1-1에서, n-부틸리튬 대신에 제조예 1에서 제조된 관능성 사슬을 함유하는 용액을 실시예 1-1의 n-부틸리튬과 상기 관능성 사슬이 동몰이 되게하는 양으로 투입하여 단열승온 반응을 진행하고, 이후 변성제 및 관능성 사슬을 첨가하고 반응시키는 단계를 수행하지 않고 부타디엔 캡핑 후 반응을 정지시킨 것을 제외하고는 실시예 1-1과 동일하게 실시하여 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.In Example 1-1, a solution containing the functional chain prepared in Preparation Example 1 instead of n-butyllithium was added in an amount such that n-butyllithium of Example 1-1 and the functional chain were equimolar. The modified styrene-butadiene copolymer was carried out in the same manner as in Example 1-1, except that the reaction was stopped after capping butadiene without performing an adiabatic heating reaction, and then adding and reacting a denaturant and a functional chain. The coalescence was prepared.

비교예 1-2Comparative Example 1-2

20 L 오토클레이브 반응기에 n-헥산 3 kg, 스티렌 215 g, 1,3-부타디엔 745 g 및 극성첨가제로 2,2-비스(2-옥소라닐)프로판 1.29 g을 투입한 뒤 n-부틸리튬 3.2 g(10 wt% in n-헥산)을 반응기 내부온도를 60℃로 맞추고 단열승온 반응을 진행하였다. 30여분 경과 후, 1,3-부타디엔 39 g을 투입하여 중합체 말단을 부타디엔으로 캡핑(capping)하고 10여분 경과 후 변성제로 1,1,1-트리메틸-N-(3-(트리에톡시실릴)프로필)-N-(트리메틸실릴)실란아민(1,1,1-trimethyl-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)-N-(trimethylsilyl)silanamine)을 투입하여 15분 동안 반응시켰다([DTP]:[act. Li]=1.5:1 몰비, [변성제]:[act. Li]=0.7:1몰비). 이후 에탄올을 이용하여 반응을 정지시키고, 산화방지제인 Wingstay K가 헥산에 30 중량% 녹아있는 용액 33 g을 첨가하였다. 그 결과 얻어진 중합물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 다음, 롤 건조하여 잔량의 용매와 물을 제거하여, 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.In a 20 L autoclave reactor, 3 kg of n-hexane, 215 g of styrene, 745 g of 1,3-butadiene, and 1.29 g of 2,2-bis(2-oxoranyl)propane as a polar additive were added, and then n-butyllithium 3.2 g (10 wt% in n-hexane) was adjusted to the internal temperature of the reactor at 60° C. and an adiabatic heating reaction was performed. After about 30 minutes, 39 g of 1,3-butadiene was added to cap the polymer end with butadiene, and after 10 minutes elapsed, 1,1,1-trimethyl-N-(3-(triethoxysilyl) as a denaturant Profile)-N-(trimethylsilyl)silanamine (1,1,1-trimethyl-N-(3-(triethoxysilyl)propyl)-N-(trimethylsilyl)silanamine) was added and reacted for 15 minutes ([DTP] :[act. Li]=1.5:1 molar ratio, [modifier]:[act. Li]=0.7:1 molar ratio). Thereafter, the reaction was stopped using ethanol, and 33 g of a solution in which 30% by weight of the antioxidant Wingstay K was dissolved in hexane was added. The resulting polymer was put in hot water heated with steam and stirred to remove the solvent, and then roll-dried to remove the remaining amount of solvent and water, thereby preparing a modified styrene-butadiene copolymer.

비교예 1-3Comparative Example 1-3

비교예 1-2에서, n-부틸리튬 대신에 제조예 1에서 제조된 관능성 사슬을 함유하는 용액을 비교예 1-2의 n-부틸리튬과 상기 관능성 사슬이 동몰이 되게하는 양으로 투입하여 단열승온 반응을 진행한 것을 제외하고는 비교예 1-2와 동일하에 실시하여 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다([DTP]:[act. Li]=1.5:1 몰비, [변성제]:[act. Li]=0.7:1몰비).In Comparative Example 1-2, a solution containing the functional chain prepared in Preparation Example 1 instead of n-butyllithium was added in an amount such that n-butyllithium of Comparative Example 1-2 and the functional chain became equimolar. A modified styrene-butadiene copolymer was prepared in the same manner as Comparative Example 1-2, except that the adiabatic heating reaction was performed ([DTP]:[act. Li]=1.5:1 molar ratio, [modifier]: [act. Li] = 0.7:1 molar ratio).

중합체의 특성 평가Evaluation of polymer properties

상기 실시예, 비교예에서 제조된 각 변성 또는 미변성 공액디엔계 중합체에 대하여 각각 중합체 내 스티렌 단위 함량 및 비닐 함량과 중량평균분자량(Mw, X103 g/mol), 수평균분자량(Mn, X103 g/mol), 분자량 분포(PDI, MWD), 무니점도(MV), 무니점도 변화율, Si 및 N 함량을 각각 측정하였다. 결과를 하기 표 1에 나타내었다. For each modified or unmodified conjugated diene-based polymer prepared in the above Examples and Comparative Examples, the styrene unit content, vinyl content, and weight average molecular weight (Mw, X10 3 g/mol), number average molecular weight (Mn, X10) in the polymer, respectively. 3 g/mol), molecular weight distribution (PDI, MWD), Mooney viscosity (MV), Mooney viscosity change rate, and Si and N contents were measured, respectively. The results are shown in Table 1 below.

1) 스티렌 단위 및 비닐 함량(중량%)1) Styrene unit and vinyl content (% by weight)

상기 각 중합체 내 스티렌 단위(SM) 및 비닐(Vinyl) 함량은 Varian VNMRS 500 MHz NMR을 이용하여 측정 및 분석하였다. The contents of styrene units (SM) and vinyl (Vinyl) in each of the polymers were measured and analyzed using Varian VNMRS 500 MHz NMR.

NMR 측정 시 용매는 1,1,2,2-테트라클로로에탄을 사용하였으며, solvent peak는 5.97 ppm으로 계산하고, 7.2~6.9 ppm은 랜덤 스티렌, 6.9~6.2 ppm은 블록 스티렌, 5.8~5.1 ppm은 1,4-비닐, 5.1~4.5 ppm은 1,2-비닐의 피크로 하여 스티렌 단위 및 비닐 함량을 계산하였다. In the NMR measurement, 1,1,2,2-tetrachloroethane was used as the solvent, and the solvent peak was calculated as 5.97 ppm, 7.2 to 6.9 ppm was random styrene, 6.9 to 6.2 ppm was block styrene, and 5.8 to 5.1 ppm was 1,4-vinyl, 5.1 to 4.5 ppm was calculated as the peak of 1,2-vinyl, and the styrene unit and vinyl content were calculated.

2) 중량평균분자량(Mw, X103 g/mol), 수평균분자량(Mn, X103 g/mol), 분자량 분포(PDI, MWD)2) Weight average molecular weight (Mw, X10 3 g/mol), number average molecular weight (Mn, X10 3 g/mol), molecular weight distribution (PDI, MWD)

GPC(Gel permeation Chromatography) 분석을 통하여 상기 중량평균분자량(Mw), 수평균분자량(Mn)을 측정하였으며, 분자량 분포 곡선을 얻었다. 또한, 분자량 분포(PDI, MWD, Mw/Mn)는 측정된 상기 각 분자량으로부터 계산하여 얻었다. 구체적으로, 상기 GPC는 PLgel Olexis(Polymer Laboratories 社) 컬럼 두 자루와 PLgel mixed-C(Polymer Laboratories 社) 컬럼 한 자루를 조합하여 사용하고 분자량 계산시 GPC 기준물질 (Standard material)은 PS(polystyrene)을 사용하여 실시하였다. GPC 측정 용매는 테트라하이드로퓨란에 2 중량%의 아민 화합물을 섞어서 제조하였다. The weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) were measured through GPC (Gel permeation Chromatography) analysis, and a molecular weight distribution curve was obtained. In addition, the molecular weight distribution (PDI, MWD, Mw/Mn) was obtained by calculating from the measured molecular weights. Specifically, the GPC is used by combining two columns of PLgel Olexis (Polymer Laboratories) and one column of PLgel mixed-C (Polymer Laboratories), and when calculating the molecular weight, the GPC standard material is PS (polystyrene). It was carried out using. The GPC measurement solvent was prepared by mixing 2% by weight of an amine compound in tetrahydrofuran.

3) 무니점도3) Mooney viscosity

상기 무니점도(MV, (ML1+4, @100℃ MU)는 MV-2000(ALPHA Technologies 社)를 이용하여 100℃에서 Rotor Speed 2±0.02 rpm, Large Rotor를 사용하여 측정하였으며, 이때 사용된 시료는 실온(23±3℃)에서 30분 이상 방치한 후 27±3 g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 Platen을 작동시켜 4분 동안 측정하였다.The Mooney viscosity (MV, (ML1+4, @100°C MU) was measured using a Rotor Speed 2±0.02 rpm, Large Rotor at 100°C using MV-2000 (ALPHA Technologies), and the sample used at this time Was left at room temperature (23±3℃) for at least 30 minutes, and then 27±3 g was collected, filled inside the die cavity, and the platen was operated to measure for 4 minutes.

4) Si 함량4) Si content

상기 Si 함량은 ICP 분석 방법으로 유도 결합 플라즈마 발광 분석기(ICP-OES; Optima 7300DV)를 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 시료 약 0.7 g을 백금 도가니(Pt crucible)에 넣고, 진한 황산(98 중량%, Electronic grade) 약 1 mL를 넣어, 300℃에서 3시간 동안 가열하고, 시료를 전기로(Thermo Scientific, Lindberg Blue M)에서, 하기 스텝(step) 1 내지 3의 프로그램으로 회화를 진행한 후, The Si content was measured using an inductively coupled plasma emission analyzer (ICP-OES; Optima 7300DV) by an ICP analysis method. Specifically, about 0.7 g of a sample was put into a platinum crucible (Pt crucible), about 1 mL of concentrated sulfuric acid (98% by weight, Electronic grade) was added, heated at 300° C. for 3 hours, and the sample was heated in an electric furnace (Thermo Scientific, Lindberg Blue M), after conducting conversation with the program of steps 1 to 3 below,

1) step 1: initial temp 0℃, rate (temp/hr) 180 ℃/hr, temp(holdtime) 180℃ (1hr)1) step 1: initial temp 0℃, rate (temp/hr) 180 ℃/hr, temp(holdtime) 180℃ (1hr)

2) step 2: initial temp 180℃, rate (temp/hr) 85 ℃/hr, temp(holdtime) 370℃ (2hr)2) step 2: initial temp 180℃, rate (temp/hr) 85 ℃/hr, temp(holdtime) 370℃ (2hr)

3) step 3: initial temp 370℃, rate (temp/hr) 47 ℃/hr, temp(holdtime) 510℃ (3hr)3) step 3: initial temp 370℃, rate (temp/hr) 47 ℃/hr, temp(holdtime) 510℃ (3hr)

잔류물에 진한 질산(48 중량%) 1 mL, 진한 불산(50 중량%) 20 ㎕를 가하고, 백금 도가니를 밀봉하여 30분 이상 흔들어(shaking)준 후, 시료에 붕산(boric acid) 1 mL를 넣고 0℃에서 2시간 이상 보관한 후, 초순수(ultrapure water) 30 mL에 희석하여, 회화를 진행하여 측정하였다.Add 1 mL of concentrated nitric acid (48 wt%) and 20 µl of concentrated hydrofluoric acid (50 wt%) to the residue, seal the platinum crucible, shake it for 30 minutes or more, and add 1 mL of boric acid to the sample. Then, the mixture was stored at 0° C. for 2 hours or more, and then diluted in 30 mL of ultrapure water, followed by inhalation and measured.

5) N 함량5) N content

N 함량은 NSX 분석 방법으로, 극미량 질소 정량분석기 (NSX-2100H)를 이용하여 측정하였다. 구체적으로, 극미량 질소 정량분석기(Auto sampler, Horizontal furnace, PMT & Nitrogen detector)를 켜고 Ar을 250 ml/min, O2를 350 ml/min, ozonizer 300 ml/min으로 캐리어 가스 유량을 설정하고, heater를 800℃로 설정한 후 약 3시간 동안 대기하여 분석기를 안정화시켰다. 분석기가 안정화된 후 Nitrogen standard(AccuStandard S-22750-01-5 ml)를 이용하여 검량선 범위 5 ppm, 10 ppm, 50 ppm, 100 ppm 및 500 ppm의 검량선을 작성하고 각 농도에 해당하는 Area를 얻은 후 농도 대 Area의 비율을 이용하여 직선을 작성하였다. 이후, 시료 20 mg가 담긴 세라믹 보트를 상기 분석기의 Auto sampler에 놓고 측정하여 area를 얻었다. 얻어진 시료의 area와 상기 검량선을 이용하여 N 함량을 계산하였다.The N content was measured using an NSX analysis method, a trace nitrogen quantitative analyzer (NSX-2100H). Specifically, turn on the trace nitrogen quantitative analyzer (Auto sampler, Horizontal furnace, PMT & Nitrogen detector), set the carrier gas flow rate to 250 ml/min for Ar, 350 ml/min for O 2 , and 300 ml/min for ozonizer, and heater After setting at 800° C., the analyzer was stabilized by waiting for about 3 hours. After the analyzer is stabilized, use the Nitrogen standard (AccuStandard S-22750-01-5 ml) to prepare calibration curves for the ranges of 5 ppm, 10 ppm, 50 ppm, 100 ppm and 500 ppm, and obtain the area corresponding to each concentration. After that, a straight line was created using the ratio of the density to the area. Thereafter, a ceramic boat containing 20 mg of a sample was placed on the auto sampler of the analyzer and measured to obtain an area. The N content was calculated using the obtained sample area and the calibration curve.

Figure PCTKR2020012323-appb-T000001
Figure PCTKR2020012323-appb-T000001

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1-1 및 1-2는 중합체 분자 내 Si 및 N 원자가 존재하였으며, N 원자의 함량이 비교예 1-1 대비 크게 증가하였다. 이때, 비교예 1-1은 변성제를 사용하지 않고 제조된 중합체로, Si 원자가 존재하지 않음이 확인되며, 비교예 1-2의 경우 관능성 사슬의 부존재로 인하여 N 함량이 현저히 작게 측정되었음을 확인할 수 있다.As shown in Table 1, in Examples 1-1 and 1-2, Si and N atoms were present in the polymer molecule, and the content of N atoms was significantly increased compared to Comparative Example 1-1. At this time, Comparative Example 1-1 was a polymer prepared without using a modifier, and it was confirmed that the Si atom was not present, and in Comparative Example 1-2, it was confirmed that the N content was significantly small due to the absence of a functional chain. have.

고무 성형품의 특성 평가Evaluation of properties of rubber molded products

상기 실시예, 비교예에서 제조된 각 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 포함하는 고무 조성물 및 이로부터 제조된 성형품의 물성을 비교분석하기 위하여, 인장특성, 점탄성 특성을 각각 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. In order to compare and analyze the physical properties of the rubber compositions including the modified styrene-butadiene copolymers prepared in Examples and Comparative Examples and molded articles prepared therefrom, tensile properties and viscoelastic properties were measured, respectively, and the results are shown in Table 3 below. Shown in.

1) 고무 시편의 제조1) Preparation of rubber specimen

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

Figure PCTKR2020012323-appb-T000002
Figure PCTKR2020012323-appb-T000002

구체적으로 상기 고무시편은 제1단 혼련 및 제2단 혼련을 통해 혼련된다. 제1단 혼련에서는 온도제어장치를 부속한 반바리 믹서를 사용하여 원료 고무, 실리카(충진제), 유기실란 커플링제(X50S, Evonik), 공정유(TDAE oil), 아연화제(ZnO), 스테아르산, 산화 방지제(TMQ(RD)(2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린 폴리머), 노화 방지제(6PPD((디메틸부틸)-N-페닐-페닐렌디아민) 및 왁스(Microcrystaline Wax)를 혼련하였다. 이때, 혼련기의 초기 온도를 70℃로 제어하고, 배합 완료 후 145℃내지 155℃의 배출온도에서 1차 배합물을 얻었다. 제2단 혼련에서는 상기 1차 배합물을 실온까지 냉각한 후, 혼련기에 1차 배합물, 황, 고무촉진제(DPD(디페닐구아닌)) 및 가황촉진제(CZ(N-시클로헥실-2-벤조티아질술펜아미드))를 가하고, 100℃이하의 온도에서 믹싱하여 2차 배합물을 얻었다. 이후, 160℃에서 20분간 큐어링 공정을 거쳐 고무시편을 제조하였다.Specifically, the rubber specimen is kneaded through the first stage kneading and the second stage kneading. In the first-stage kneading, raw rubber, silica (filler), organosilane coupling agent (X50S, Evonik), process oil (TDAE oil), zinc agent (ZnO), stearic acid are used using a Banbari mixer attached with a temperature control device. , Antioxidant (TMQ(RD) (2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline polymer), anti-aging agent (6PPD ((dimethylbutyl)-N-phenyl-phenylenediamine) and wax (Microcrystaline Wax) At this time, the initial temperature of the kneader was controlled at 70° C., and after completion of the mixing, a first compound was obtained at a discharge temperature of 145° C. to 155° C. In the second stage kneading, the first compound was cooled to room temperature. After that, the first compound, sulfur, a rubber accelerator (DPD (diphenylguanine)) and a vulcanization accelerator (CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide)) were added to the kneader, and at a temperature of 100°C or less. The mixture was mixed to obtain a second blend, and then, a rubber specimen was prepared through a curing process at 160° C. for 20 minutes.

2) 인장특성2) Tensile characteristics

인장특성은 ASTM 412의 인장 시험법에 준하여 각 시험편을 제조하고 상기 시험편의 300% 신장시의 인장응력(300% 모듈러스)를 측정하였다. 구체적으로, 인장특성은 Universal Test Machin 4204(Instron 社) 인장 시험기를 이용하여 실온에서 50 cm/min의 속도로 측정하였다. For tensile properties, each test piece was prepared according to the tensile test method of ASTM 412, and the tensile stress (300% modulus) at the time of 300% elongation of the test piece was measured. Specifically, tensile properties were measured at a rate of 50 cm/min at room temperature using a Universal Test Machin 4204 (Instron) tensile tester.

3) 점탄성 특성3) Viscoelastic properties

점탄성 특성은 동적 기계 분석기(GABO 社)를 이용하여 Film Tension 모드로 주파수 10 Hz, 각 측정온도(-60℃~60℃)에서 동적 변형에 대한 점탄성 거동을 측정하여 tan δ값을 확인하였다. 측정 결과값에서 저온 0℃ tanδ 값이 높은 것일 수록 젖은 노면저항성이 우수하고, 고온 60℃ tanδ 값이 낮은 것일 수록 히스테리시스 손실이 적고, 저주행저항성(연비성)이 우수함을 나타내는 것이나, 표 3에서 결과값은 비교예 1-1의 결과값을 기준으로 Index(%)로 나타낸 것이므로 수치가 높을수록 우수함을 나타낸다.For viscoelastic properties, the tan δ value was confirmed by measuring the viscoelastic behavior against dynamic deformation at a frequency of 10 Hz and each measurement temperature (-60℃~60℃) in Film Tension mode using a dynamic mechanical analyzer (GABO). In the measurement result, the higher the low temperature 0℃ tanδ value, the better the wet road surface resistance, and the lower the high temperature 60℃ tanδ value, the lower the hysteresis loss and the better low running resistance (fuel economy). The value is expressed in Index (%) based on the result value of Comparative Example 1-1, so the higher the value, the better.

4) 가공성 특성4) Processability characteristics

상기 1) 고무 시편 제조 시 얻어진 2차 배합물의 무니 점도(MV, (ML1+4, @100℃) MU)를 측정하여 각 중합체의 가공성 특성을 비교분석하였으며, 이때 무니점도 측정값이 낮은 것일수록 가공성 특성이 우수함을 나타내는 것으로, 하기 표 3에서는 비교예 1-1의 결과값을 기준으로 Index(%)로 표기한 것인 바 수치가 높을수록 우수함을 나타낸다. 1) The Mooney viscosity (MV, (ML1+4, @100°C) MU) of the secondary compound obtained during the manufacture of the rubber specimen was measured to compare and analyze the processability characteristics of each polymer. It indicates excellent processability characteristics, and in Table 3 below, it is expressed in Index (%) based on the result value of Comparative Example 1-1. The higher the value, the better.

구체적으로, MV-2000(ALPHA Technologies 社)를 이용하여 100℃에서 Rotor Speed 2±0.02 rpm, Large Rotor를 사용하여, 각 2차 배합물은 실온(23±3℃)에서 30분 이상 방치한 후 27±3 g을 채취하여 다이 캐비티 내부에 채워 놓고 Platen을 작동시켜 4분 동안 측정하였다.Specifically, MV-2000 (ALPHA Technologies, Inc.) was used at 100°C with a Rotor Speed of 2±0.02 rpm, and a Large Rotor was used, and each secondary compound was left at room temperature (23±3°C) for 30 minutes or more, and then 27 ±3 g was collected, filled inside the die cavity, and measured for 4 minutes by operating the platen.

Figure PCTKR2020012323-appb-T000003
Figure PCTKR2020012323-appb-T000003

* 상기 인덱스는 모두 비교예 1-1을 기준으로 한 값이다.* All of the above indices are values based on Comparative Example 1-1.

상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 변성 공액디엔계 중합체를 이용한 실시예 1-1 및 1-2의 경우 비교예 1-1 내지 1-3 대비 우수한 가공성 특성을 나타내면서 동시에 인장특성 및 점탄성 특성도 우수한 것을 확인하였다. As shown in Table 3, in the case of Examples 1-1 and 1-2 using the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention, while exhibiting excellent processability properties compared to Comparative Examples 1-1 to 1-3, at the same time It was confirmed that the tensile properties and viscoelastic properties were also excellent.

실시예 1-1 및 1-2를 비교예 1-1 및 1-2와 대비해 보면, 회전 저항성에서 매우 현저한 차이를 보이며 인장특성 또한 개선된 결과를 나타냄을 확인할 수 있고, 비교예 1-3 대비 동등 이상의 인장특성을 나타내면서 향상된 점탄성 특성 및 현저히 개선된 가공성 특성을 나타내었으며, 이는 실시예에서의 관능성 사슬을 변성 개시제와 같이 사용하여, 변성제에 관능성 사슬이 결합된 구조가 아님으로 인해 가공성에서 매우 현저한 차이를 보이고 있기 때문임을 알 수 있다.When comparing Examples 1-1 and 1-2 with Comparative Examples 1-1 and 1-2, it can be seen that a very remarkable difference is shown in rotational resistance and tensile properties are also improved, compared to Comparative Example 1-3. While exhibiting equal or higher tensile properties, improved viscoelastic properties and remarkably improved processability properties were exhibited.This is because the functional chain in the examples was used together with the modification initiator, and the functional chain was not bonded to the modifying agent. It can be seen that this is because there is a very remarkable difference.

이를 통해서, 본 발명의 변성 공액디엔계 중합체는 변성반응 이후 관능성 사슬과 반응시키는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조됨으로써 비교예 1-3에서는 발현되지 않는 현저한 효과를 나타낼 수 있음을 확인할 수 있으며, 이러한 효과 차이를 통해 본 발명 변성 공액디엔계 중합체는 비교예 1-3과는 다른 구조의 공중합체, 예컨대 관능성 사슬로부터 유래되는 N-관능기 함유 단량체 유래 반복단위를 포함하는 관능성 사슬이 변성된 중합체의 비관능성 사슬에, 변성제 유래 관능기에 의해 커플링되어 그라프트 공중합체와 유사한 구조로 결합하고 있음을 예측할 수 있다.Through this, it can be confirmed that the modified conjugated diene-based polymer of the present invention can exhibit a remarkable effect that is not expressed in Comparative Example 1-3 by being prepared by a manufacturing method comprising the step of reacting with a functional chain after the denaturation reaction. , Through this difference in effect, the modified conjugated diene-based polymer of the present invention is a copolymer having a structure different from Comparative Example 1-3, for example, a functional chain including a repeating unit derived from an N-functional group-containing monomer derived from a functional chain is modified. It can be predicted that the non-functional chain of the resulting polymer is coupled by a functional group derived from a modifier to form a structure similar to that of the graft copolymer.

실험 #2Experiment #2

제조예 2Manufacturing Example 2

500 ml의 둥근바닥 플라스크에 테트라하이드로 퓨란 100 ml 및 n-부틸리튬 1 g(10 wt% in n-hexane)을 넣고 N,N'-디에틸-N,N'-디이소프로필-1,1-디비닐실란디아민(N,N'-diethyl-N,N'-diisopropyl-1,1-divinylsilanediamine)을 첨가([act. Li] 1몰 대비 3몰비)한 후, 10℃에서 30분 동안 반응시켜 관능성 사슬을 함유하는 용액(15.6 mmol/l)을 제조하였으며, GC 분석을 통해 반응 후 N,N'-디에틸-N,N'-디이소프로필-1,1-디비닐실란디아민이 검출되지 않은 것을 통해 반응이 되었음을 확인하였다.In a 500 ml round bottom flask, 100 ml of tetrahydrofuran and 1 g (10 wt% in n-hexane) of n-butyllithium were added, and N,N'-diethyl-N,N'-diisopropyl-1,1 -After adding divinylsilanediamine (N,N'-diethyl-N,N'-diisopropyl-1,1-divinylsilanediamine) (3 mole ratio to 1 mole of [act. Li]), reacted at 10°C for 30 minutes To prepare a solution containing a functional chain (15.6 mmol/l), and after reaction through GC analysis, N,N'-diethyl-N,N'-diisopropyl-1,1-divinylsilanediamine It was confirmed that the reaction was performed through what was not detected.

실시예 2-1Example 2-1

20 L 오토클레이브 반응기에 n-헥산 3 kg, 스티렌 215 g, 1,3-부타디엔 745 g 및 극성첨가제로 2,2-비스(2-옥소라닐)프로판 1.29 g을 투입한 뒤, n-부틸리튬 3.2 g(10wt% in n-헥산)을 투입하고 반응기 내부온도를 60℃로 맞추고 단열승온 반응을 진행하였다. 30여분 경과 후, 1,3-부타디엔 39 g을 투입하여 중합체 말단을 부타디엔으로 캡핑(capping)하고 10여분 경과 후 변성제로 N,N-디에틸-3-(트리메톡시실릴)프로판-1-아민(N,N-diethyl-3-(trimethoxysilyl)propan-1-amine)을 투입하여 15분 동안 반응시켰다([DTP]:[act. Li]=1.5:1 몰비, [변성제]:[act. Li]=0.7:1몰비). 이후 제조예 2에서 제조된 관능성 사슬을 함유하는 용액을 첨가하고 15분 동안 반응시키고([관능성 사슬]:[act. Li]= 1:1 몰비), 에탄올을 이용하여 반응을 정지시키고, 산화방지제인 Wingstay K가 헥산에 30 중량% 녹아있는 용액 33 g을 첨가하였다. 그 결과 얻어진 중합물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 다음, 롤 건조하여 잔량의 용매와 물을 제거하여, 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다. In a 20 L autoclave reactor, 3 kg of n-hexane, 215 g of styrene, 745 g of 1,3-butadiene, and 1.29 g of 2,2-bis(2-oxoranyl)propane as a polar additive were added, and then n-butyl Lithium 3.2 g (10wt% in n-hexane) was added, and the internal temperature of the reactor was adjusted to 60°C, and an adiabatic heating reaction was performed. After about 30 minutes, 39 g of 1,3-butadiene was added to cap the polymer end with butadiene. After 10 minutes, N,N-diethyl-3-(trimethoxysilyl)propane-1- An amine (N,N-diethyl-3-(trimethoxysilyl)propan-1-amine) was added and reacted for 15 minutes ([DTP]:[act. Li]=1.5:1 molar ratio, [modifier]:[act. Li]=0.7:1 molar ratio). Thereafter, the solution containing the functional chain prepared in Preparation Example 2 was added and reacted for 15 minutes ([functional chain]:[act. Li] = 1:1 molar ratio), and the reaction was stopped using ethanol, and 33 g of a solution in which the antioxidant Wingstay K was dissolved in 30% by weight in hexane was added. The resulting polymer was put in hot water heated with steam and stirred to remove the solvent, and then roll-dried to remove the remaining amount of solvent and water, thereby preparing a modified styrene-butadiene copolymer.

실시예 2-2Example 2-2

실시예 2-1에 있어서, 변성제로 N,N-디에틸-3-(트리메톡시실릴)프로판-1-아민 대신에 N,N-비스(옥시란-2-일메틸)-3-(트리메톡시실릴)프로판-1-아민(N,N-bis(oxiran-2-ylmethyl)-3-(trimethoxysilyl)propan-1-amine)을 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 2-1과 동일하게 실시하여 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다([변성제]:[act. Li]=0.7:1몰비).In Example 2-1, in place of N,N-diethyl-3-(trimethoxysilyl)propan-1-amine as a denaturing agent, N,N-bis(oxiran-2-ylmethyl)-3-( Same as in Example 2-1, except that trimethoxysilyl)propan-1-amine (N,N-bis(oxiran-2-ylmethyl)-3-(trimethoxysilyl)propan-1-amine) was added. To prepare a modified styrene-butadiene copolymer ([modifier]:[act. Li]=0.7:1 molar ratio).

비교예 2-1Comparative Example 2-1

실시예 2-1에서, n-부틸리튬 대신에 제조예에서 제조된 관능성 사슬을 함유하는 용액을 실시예 2-1의 n-부틸리튬과 상기 관능성 사슬이 동몰이 되게하는 양으로 투입하여 단열승온 반응을 진행하고, 이후 변성제 및 관능성 사슬을 첨가하고 반응시키는 단계를 수행하지 않고 부타디엔 캡핑 후 반응을 정지시킨 것을 제외하고는 실시예 2-1과 동일하에 실시하여 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.In Example 2-1, a solution containing the functional chain prepared in Preparation Example instead of n-butyllithium was added in an amount such that n-butyllithium of Example 2-1 and the functional chain became equimolar, Modified styrene-butadiene copolymer was carried out in the same manner as in Example 2-1, except that the adiabatic heating reaction was performed, and then the reaction was stopped after capping butadiene without performing the step of adding and reacting a denaturant and a functional chain. Was prepared.

비교예 2-2Comparative Example 2-2

20 L 오토클레이브 반응기에 n-헥산 3 kg, 스티렌 215 g, 1,3-부타디엔 745 g 및 극성첨가제로 2,2-비스(2-옥소라닐)프로판 1.29 g을 투입한 뒤 n-부틸리튬 3.2 g(10 wt% in n-헥산)을 반응기 내부온도를 60℃로 맞추고 단열승온 반응을 진행하였다. 30여분 경과 후, 1,3-부타디엔 39 g을 투입하여 중합체 말단을 부타디엔으로 캡핑(capping)하고 10여분 경과 후 변성제로 N,N-디에틸-3-(트리메톡시실릴)프로판-1-아민을 투입하여 15분 동안 반응시켰다([DTP]:[act. Li]=1.5:1 몰비, [변성제]:[act. Li]=0.7:1몰비). 이후 에탄올을 이용하여 반응을 정지시키고, 산화방지제인 Wingstay K가 헥산에 30 중량% 녹아있는 용액 33 g을 첨가하였다. 그 결과 얻어진 중합물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 다음, 롤 건조하여 잔량의 용매와 물을 제거하여, 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.In a 20 L autoclave reactor, 3 kg of n-hexane, 215 g of styrene, 745 g of 1,3-butadiene, and 1.29 g of 2,2-bis(2-oxoranyl)propane as a polar additive were added, and then n-butyllithium 3.2 g (10 wt% in n-hexane) was adjusted to the internal temperature of the reactor at 60° C. and an adiabatic heating reaction was performed. After about 30 minutes, 39 g of 1,3-butadiene was added to cap the polymer end with butadiene. After 10 minutes, N,N-diethyl-3-(trimethoxysilyl)propane-1- The amine was added and reacted for 15 minutes ([DTP]:[act. Li]=1.5:1 molar ratio, [modifier]:[act. Li]=0.7:1 molar ratio). Thereafter, the reaction was stopped using ethanol, and 33 g of a solution in which 30% by weight of the antioxidant Wingstay K was dissolved in hexane was added. The resulting polymer was put in hot water heated with steam and stirred to remove the solvent, and then roll-dried to remove the remaining amount of solvent and water, thereby preparing a modified styrene-butadiene copolymer.

비교예 2-3Comparative Example 2-3

비교예 2-2에 있어서, 변성제로 N,N-디에틸-3-(트리메톡시실릴)프로판-1-아민 대신에 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸프로판-1-아민)을 투입한 것을 제외하고는 상기 비교예 2-2와 동일하게 실시하여 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다([변성제]:[act. Li]=0.7:1몰비).In Comparative Example 2-2, in place of N,N-diethyl-3-(trimethoxysilyl)propan-1-amine as a denaturing agent, 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane A modified styrene-butadiene copolymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 2-2, except that -1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine) was added ([ Denaturant]:[act. Li]=0.7:1 molar ratio).

비교예 2-4Comparative Example 2-4

비교예 2-2에 있어서, n-부틸리튬 대신에 제조예 2에서 제조된 관능성 사슬을 함유하는 용액을 비교예 2-2의 n-부틸리튬과 상기 관능성 사슬이 동몰이 되게 하는 양으로 투입하여 단열승온 반응을 진행한 것을 제외하고는 비교예 2-2와 동일하게 실시하여 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.In Comparative Example 2-2, a solution containing the functional chain prepared in Preparation Example 2 instead of n-butyllithium was used in an amount such that n-butyllithium and the functional chain of Comparative Example 2-2 became equimolar. A modified styrene-butadiene copolymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 2-2, except that the adiabatic heating reaction was performed by adding.

비교예 2-5Comparative Example 2-5

비교예 2-4에 있어서, 변성제로 N,N-디에틸-3-(트리메톡시실릴)프로판-1-아민 대신에 3,3'-(1,1,3,3-테트라메톡시디실록산-1,3-디일)비스(N,N-디에틸프로판-1-아민)을 투입한 것을 제외하고는 상기 비교예 2-4와 동일하게 실시하여 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다([변성제]:[act. Li]=0.7:1몰비).In Comparative Example 2-4, in place of N,N-diethyl-3-(trimethoxysilyl)propan-1-amine as a denaturing agent, 3,3'-(1,1,3,3-tetramethoxydisiloxane A modified styrene-butadiene copolymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 2-4, except that -1,3-diyl)bis(N,N-diethylpropan-1-amine) was added ([ Denaturant]:[act. Li]=0.7:1 molar ratio).

중합체의 특성 평가Evaluation of polymer properties

상기 실시예, 비교예에서 제조된 각 변성 또는 미변성 공액디엔계 중합체에 대하여 각각 중합체 내 스티렌 단위 함량 및 비닐 함량과 중량평균분자량(Mw, X103 g/mol), 수평균분자량(Mn, X103 g/mol), 분자량 분포(PDI, MWD), 무니점도(MV), 무니점도 변화율, Si 및 N 함량을 각각 상기 실험 #1에서와 같은 방법으로 측정하였다. 결과를 하기 표 4에 나타내었다. For each modified or unmodified conjugated diene-based polymer prepared in the above Examples and Comparative Examples, the styrene unit content, vinyl content, and weight average molecular weight (Mw, X10 3 g/mol), number average molecular weight (Mn, X10) in the polymer, respectively. 3 g/mol), molecular weight distribution (PDI, MWD), Mooney viscosity (MV), Mooney viscosity change rate, and Si and N contents were measured in the same manner as in Experiment #1, respectively. The results are shown in Table 4 below.

Figure PCTKR2020012323-appb-T000004
Figure PCTKR2020012323-appb-T000004

상기 표 4에 나타난 바와 같이, 실시예 2-1 및 2-2는 중합체 분자 내 Si 및 N 원자가 존재하였으며, N 원자의 함량이 비교예 2-1 내지 2-3 대비 크게 증가하였음을 알 수 있다.As shown in Table 4, in Examples 2-1 and 2-2, Si and N atoms were present in the polymer molecule, and it can be seen that the content of N atoms was significantly increased compared to Comparative Examples 2-1 to 2-3. .

고무 성형품의 특성 평가Evaluation of properties of rubber molded products

상기 실시예, 비교예에서 제조된 각 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 포함하는 고무 조성물 및 이로부터 제조된 성형품의 물성을 비교분석하기 위하여, 인장특성, 점탄성 특성을 각각 상기 실험 #1과 동일하게 측정하여 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다. 성형품 시편의 제조 역시 상기 실험 #1과 동일하게 제조하였다.In order to compare and analyze the physical properties of the rubber composition containing each modified styrene-butadiene copolymer prepared in the above Examples and Comparative Examples and the molded article manufactured therefrom, tensile properties and viscoelastic properties were measured in the same manner as in Experiment #1, respectively. The results are shown in Table 5 below. Preparation of the molded product specimen was also prepared in the same manner as in Experiment #1.

Figure PCTKR2020012323-appb-T000005
Figure PCTKR2020012323-appb-T000005

* 상기 인덱스의 경우, 점탄성 특성은 비교예 2-1을 기준으로 한 값이고, 가공성 특성은 비교예 2-2를 기준으로 한 값이다.* In the case of the index, the viscoelastic property is a value based on Comparative Example 2-1, and the workability property is a value based on Comparative Example 2-2.

상기 표 5에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 변성 공액디엔계 중합체를 이용한 실시예 2-1 및 2-2의 경우 비교예 2-1 내지 2-5 대비 우수한 가공성 특성을 나타내면서 동시에 인장특성 및 점탄성 특성도 우수한 것을 확인하였다. As shown in Table 5, in Examples 2-1 and 2-2 using the modified conjugated diene polymer according to an embodiment of the present invention, while exhibiting excellent processability properties compared to Comparative Examples 2-1 to 2-5, It was confirmed that the tensile properties and viscoelastic properties were also excellent.

실시예 2-1 및 2-2를 비교예 2-1 내지 2-3과 대비해 보면, 회전 저항성에서 매우 현저한 차이를 보이며 인장특성 또한 개선된 결과를 나타냄을 확인할 수 있고, 또한, 비교예 2-4 및 2-5 대비 동등 이상의 인장특성을 나타내면서 향상된 점탄성 특성 및 현저히 개선된 가공성 특성을 나타내었으며, 이는 실시예에서의 관능성 사슬을 변성 개시제와 같이 사용하여, 변성제에 관능성 사슬이 결합된 구조가 아님으로 인해 가공성에서 매우 현저한 차이를 보이고 있기 때문임을 알 수 있다.When comparing Examples 2-1 and 2-2 with Comparative Examples 2-1 to 2-3, it can be seen that a very remarkable difference in rotational resistance is shown and tensile properties are also improved, and Comparative Example 2- Compared to 4 and 2-5, it exhibited an improved viscoelastic property and remarkably improved processability properties while exhibiting tensile properties equal to or higher than those of 4 and 2-5, which is a structure in which a functional chain is bonded to the modifying agent by using the functional chain in the examples as a modification initiator. It can be seen that this is because it shows a very remarkable difference in workability because it is not.

이를 통해서, 본 발명의 변성 공액디엔계 중합체는 변성반응 이후 관능성 사슬과 반응시키는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조됨으로써 비교예 2-4 및 2-5에서는 발현되지 않는 현저한 효과를 나타낼 수 있음을 확인할 수 있으며, 이러한 효과 차이를 통해 본 발명 변성 공액디엔계 중합체는 비교예들과는 다른 구조의 공중합체, 예컨대 관능성 사슬로부터 유래되는 N-관능기 함유 단량체 유래 반복단위를 포함하는 관능성 사슬이 변성된 중합체의 비관능성 사슬에, 변성제 유래 관능기에 의해 커플링되어 그라프트 공중합체와 유사한 구조로 결합하고 있음을 예측할 수 있다.Through this, the modified conjugated diene-based polymer of the present invention can exhibit a remarkable effect that is not expressed in Comparative Examples 2-4 and 2-5 by being prepared by a manufacturing method including the step of reacting with a functional chain after the denaturation reaction. Through this difference in effect, the modified conjugated diene-based polymer of the present invention has a different structure from the comparative examples, for example, a functional chain including a repeating unit derived from an N-functional group-containing monomer derived from a functional chain is modified. It can be predicted that the non-functional chain of the resulting polymer is coupled by a functional group derived from a modifier to form a structure similar to that of the graft copolymer.

실험 #3Experiment #3

제조예 3Manufacturing Example 3

500 ml의 둥근바닥 플라스크에 테트라하이드로 퓨란 100 ml 및 n-부틸리튬 1 g(10 wt% in n-hexane)을 넣고 N,N-디메틸-4-메틸렌헥센-1-아민(N,N-dimethyl-4-methylenehex-5-en-1-amine)을 첨가([act. Li] 1 몰 대비 3 몰비)한 후, 10℃에서 30분 동안 반응시켜 관능성 사슬을 함유하는 용액(15.6 mmol/l)을 제조하였으며, GC 분석을 통해 반응 후 N,N-디메틸-4-메틸렌헥센-1-아민이 검출되지 않은 것을 통해 반응이 되었음을 확인하였다.In a 500 ml round-bottom flask, 100 ml of tetrahydrofuran and 1 g (10 wt% in n-hexane) of n-butyllithium were added, and N,N-dimethyl-4-methylenehexene-1-amine (N,N-dimethyl After adding -4-methylenehex-5-en-1-amine) (3 mole ratio to 1 mole of [act. Li]), it was reacted at 10° C. for 30 minutes to obtain a solution containing a functional chain (15.6 mmol/l). ) Was prepared, and after the reaction through GC analysis, it was confirmed that the reaction was performed through the fact that N,N-dimethyl-4-methylenehexen-1-amine was not detected.

실시예 3-1Example 3-1

20 L 오토클레이브 반응기에 n-헥산 3 kg, 스티렌 215 g, 1,3-부타디엔 745 g 및 극성첨가제로 2,2-비스(2-옥소라닐)프로판 1.29 g을 투입한 뒤, n-부틸리튬 3.2 g(10wt% in n-헥산)을 투입하고 반응기 내부온도를 60℃로 맞추고 단열승온 반응을 진행하였다. 30여분 경과 후, 1,3-부타디엔 39 g을 투입하여 중합체 말단을 부타디엔으로 캡핑(capping)하고 10여분 경과 후 변성제로 3,3'-(피페라진-1,4-디일)비스(N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)프로판-1-아민)(3,3'-(piperazine-1,4-diyl)bis(N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)propan-1-amine)을 투입하여 15분 동안 반응시켰다([DTP]:[act. Li]=1.5:1 몰비, [변성제]:[act. Li]=0.7:1몰비). 이후 제조예 3에서 제조된 관능성 사슬을 함유하는 용액을 첨가하여 15분 동안 반응시키고([act. Li]:[관능성 사슬]=1:2 몰비), 에탄올을 이용하여 반응을 정지시키고, 산화방지제인 Wingstay K가 헥산에 30 중량% 녹아있는 용액 33 g을 첨가하였다. 그 결과 얻어진 중합물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 다음, 롤 건조하여 잔량의 용매와 물을 제거하여, 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다. In a 20 L autoclave reactor, 3 kg of n-hexane, 215 g of styrene, 745 g of 1,3-butadiene, and 1.29 g of 2,2-bis(2-oxoranyl)propane as a polar additive were added, and then n-butyl Lithium 3.2 g (10wt% in n-hexane) was added, and the internal temperature of the reactor was adjusted to 60°C, and an adiabatic heating reaction was performed. After 30 minutes elapsed, 39 g of 1,3-butadiene was added to cap the polymer end with butadiene. After 10 minutes elapsed, 3,3'-(piperazine-1,4-diyl)bis(N, N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)propan-1-amine)(3,3'-(piperazine-1,4-diyl)bis(N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl) propan-1-amine) was added and reacted for 15 minutes ([DTP]:[act. Li]=1.5:1 molar ratio, [denaturant]:[act. Li]=0.7:1 molar ratio). The solution containing the functional chain prepared in was added and reacted for 15 minutes ([act. Li]:[functional chain]=1:2 molar ratio), the reaction was stopped using ethanol, and the antioxidant Wingstay 33 g of a solution in which 30% by weight of K is dissolved in hexane was added, the resulting polymer was poured into hot water heated with steam, stirred to remove the solvent, and then roll-dried to remove the remaining amount of solvent and water, and modified styrene- A butadiene copolymer was prepared.

실시예 3-2Example 3-2

실시예 3-1에 있어서, 변성제로 3,3'-(피페라진-1,4-디일)비스(N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)프로판-1-아민) 대신에 N,N'-(시클로헥산-1,3-디일비스(메틸렌))비스(3-(트리메톡시실릴)-N-(3-(트리메톡시실릴)프로필)프로판-1-아민)(N,N'-(cyclohexane-1,3-diyl(methylene))bis(3-(trimethoxysilyl)-N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)propan-1-amine)을 투입한 것을 제외하고는 상기 실시예 3-1과 동일하게 실시하여 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다([변성제]:[act. Li]=0.7:1몰비).In Example 3-1, instead of 3,3'-(piperazin-1,4-diyl)bis(N,N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)propan-1-amine) as a denaturing agent N,N'-(cyclohexane-1,3-diylbis(methylene))bis(3-(trimethoxysilyl)-N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)propan-1-amine) Except for adding (N,N'-(cyclohexane-1,3-diyl(methylene))bis(3-(trimethoxysilyl)-N-(3-(trimethoxysilyl)propyl)propan-1-amine) In the same manner as in Example 3-1, a modified styrene-butadiene copolymer was prepared ([modifier]:[act. Li]=0.7:1 molar ratio).

비교예 3-1Comparative Example 3-1

실시예 3-1에서, n-부틸리튬 대신에 제조예 3에서 제조된 관능성 사슬을 함유하는 용액을 실시예 3-1의 n-부틸리튬과 상기 관능성 사슬이 동몰이 되게하는 양으로 투입하여 단열승온 반응을 진행하고, 이후 변성제 및 관능성 사슬을 첨가하고 반응시키는 단계를 수행하지 않고 부타디엔 캡핑 후 반응을 정지시킨 것을 제외하고는 실시예 3-1과 동일하에 실시하여 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.In Example 3-1, a solution containing the functional chain prepared in Preparation Example 3 instead of n-butyllithium was added in an amount such that n-butyllithium of Example 3-1 and the functional chain were equimolar. The modified styrene-butadiene copolymer was carried out in the same manner as in Example 3-1, except that the reaction was stopped after capping butadiene without performing an adiabatic heating reaction, and then adding and reacting a denaturant and a functional chain. The coalescence was prepared.

비교예 3-2Comparative Example 3-2

20 L 오토클레이브 반응기에 n-헥산 3 kg, 스티렌 215 g, 1,3-부타디엔 745 g 및 극성첨가제로 2,2-비스(2-옥소라닐)프로판 1.29 g을 투입한 뒤 n-부틸리튬 3.2 g(10 wt% in n-헥산)을 반응기 내부온도를 60℃로 맞추고 단열승온 반응을 진행하였다. 30여분 경과 후, 1,3-부타디엔 39 g을 투입하여 중합체 말단을 부타디엔으로 캡핑(capping)하고 10여분 경과 후 변성제로 3,3'-(피페라진-1,4-디일)비스(N,N-비스(3-(트리에톡시실릴)프로필)프로판-1-아민)을 투입하여 15분 동안 반응시켰다([DTP]:[act. Li]=1.5:1 몰비, [변성제]:[act. Li]=0.7:1몰비). 이후 에탄올을 이용하여 반응을 정지시키고, 산화방지제인 Wingstay K가 헥산에 30 중량% 녹아있는 용액 33 g을 첨가하였다. 그 결과 얻어진 중합물을 스팀으로 가열된 온수에 넣고 교반하여 용매를 제거한 다음, 롤 건조하여 잔량의 용매와 물을 제거하여, 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.In a 20 L autoclave reactor, 3 kg of n-hexane, 215 g of styrene, 745 g of 1,3-butadiene, and 1.29 g of 2,2-bis(2-oxoranyl)propane as a polar additive were added, and then n-butyllithium 3.2 g (10 wt% in n-hexane) was adjusted to the internal temperature of the reactor at 60° C. and an adiabatic heating reaction was performed. After 30 minutes elapsed, 39 g of 1,3-butadiene was added to cap the polymer end with butadiene. After 10 minutes elapsed, 3,3'-(piperazine-1,4-diyl)bis(N, N-bis(3-(triethoxysilyl)propyl)propan-1-amine) was added and reacted for 15 minutes ([DTP]:[act. Li]=1.5:1 molar ratio, [modifier]:[act] Li] = 0.7:1 molar ratio). Thereafter, the reaction was stopped using ethanol, and 33 g of a solution in which 30% by weight of the antioxidant Wingstay K was dissolved in hexane was added. The resulting polymer was put in hot water heated with steam and stirred to remove the solvent, and then roll-dried to remove the remaining amount of solvent and water, thereby preparing a modified styrene-butadiene copolymer.

비교예 3-3Comparative Example 3-3

비교예 3-2에서, n-부틸리튬 대신에 제조예 3에서 제조된 관능성 사슬을 함유하는 용액을 비교예 3-2의 n-부틸리튬과 상기 관능성 사슬이 동몰이 되게하는 양으로 투입하여 단열승온 반응을 진행한 것을 제외하고는 비교예 3-2와 동일하에 실시하여 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.In Comparative Example 3-2, a solution containing the functional chain prepared in Preparation Example 3 instead of n-butyllithium was added in an amount such that n-butyllithium of Comparative Example 3-2 and the functional chain became equimolar. A modified styrene-butadiene copolymer was prepared in the same manner as in Comparative Example 3-2, except that the adiabatic heating reaction was performed.

중합체의 특성 평가Evaluation of polymer properties

상기 실시예, 비교예에서 제조된 각 변성 또는 미변성 공액디엔계 중합체에 대하여 각각 중합체 내 스티렌 단위 함량 및 비닐 함량과 중량평균분자량(Mw, X103 g/mol), 수평균분자량(Mn, X103 g/mol), 분자량 분포(PDI, MWD), 무니점도(MV), 무니점도 변화율, Si 및 N 함량을 각각 상기 실험 #1에서와 같은 방법으로 측정하였다. 결과를 하기 표 6에 나타내었다.For each modified or unmodified conjugated diene-based polymer prepared in the above Examples and Comparative Examples, the styrene unit content, vinyl content, and weight average molecular weight (Mw, X10 3 g/mol), number average molecular weight (Mn, X10) in the polymer, respectively. 3 g/mol), molecular weight distribution (PDI, MWD), Mooney viscosity (MV), Mooney viscosity change rate, and Si and N contents were measured in the same manner as in Experiment #1, respectively. The results are shown in Table 6 below.

Figure PCTKR2020012323-appb-T000006
Figure PCTKR2020012323-appb-T000006

상기 표 6에 나타난 바와 같이, 실시예 3-1 및 3-2는 중합체 분자 내 Si 및 N 원자가 존재하였으며, N 원자의 함량이 비교예 3-1 및 3-2 대비 크게 증가하였음을 알 수 있다.As shown in Table 6, in Examples 3-1 and 3-2, Si and N atoms were present in the polymer molecule, and it can be seen that the content of N atoms was significantly increased compared to Comparative Examples 3-1 and 3-2. .

고무 성형품의 특성 평가Evaluation of properties of rubber molded products

상기 실시예, 비교예에서 제조된 각 변성 스티렌-부타디엔 공중합체를 포함하는 고무 조성물 및 이로부터 제조된 성형품의 물성을 비교분석하기 위하여, 인장특성, 점탄성 특성을 각각 상기 실험 #1과 동일하게 측정하여 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다. 성형품 시편의 제조 역시 상기 실험 #1과 동일하게 제조하였다.In order to compare and analyze the physical properties of the rubber composition containing each modified styrene-butadiene copolymer prepared in the above Examples and Comparative Examples and the molded article manufactured therefrom, tensile properties and viscoelastic properties were measured in the same manner as in Experiment #1, respectively. The results are shown in Table 7 below. Preparation of the molded product specimen was also prepared in the same manner as in Experiment #1.

Figure PCTKR2020012323-appb-T000007
Figure PCTKR2020012323-appb-T000007

* 상기 인덱스는 모두 비교예 3-1을 기준으로 한 값이다.* All of the above indices are values based on Comparative Example 3-1.

상기 표 7에 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 변성 공액디엔계 중합체를 이용한 실시예 3-1 및 3-2의 경우 비교예 3-1 내지 3-3 대비 우수한 가공성 특성을 나타내면서 동시에 인장특성 및 점탄성 특성도 우수한 것을 확인하였다. As shown in Table 7, Examples 3-1 and 3-2 using the modified conjugated diene-based polymer according to an embodiment of the present invention exhibited excellent processability characteristics compared to Comparative Examples 3-1 to 3-3, while at the same time It was confirmed that the tensile properties and viscoelastic properties were also excellent.

실시예 3-1 및 3-2를 비교예 3-1 및 3-2와 대비해 보면, 회전 저항성에서 매우 현저한 차이를 보이며 인장특성 또한 개선된 결과를 나타냄을 확인할 수 있고, 비교예 3-3 대비 동등 이상의 인장특성을 나타내면서 향상된 점탄성 특성 및 현저히 개선된 가공성 특성을 나타내었으며, 이는 실시예에서의 관능성 사슬을 변성 개시제와 같이 사용하여, 변성제에 관능성 사슬이 결합된 구조가 아님으로 인해 가공성에서 매우 현저한 차이를 보이고 있기 때문임을 알 수 있다.When comparing Examples 3-1 and 3-2 with Comparative Examples 3-1 and 3-2, it was confirmed that a very remarkable difference was shown in rotational resistance and tensile properties were also improved, compared to Comparative Example 3-3. While exhibiting equal or higher tensile properties, improved viscoelastic properties and remarkably improved processability properties were exhibited.This is because the functional chain in the examples was used together with the modification initiator, and the functional chain was not bonded to the modifying agent. It can be seen that this is because there is a very remarkable difference.

이를 통해서, 본 발명의 변성 공액디엔계 중합체는 변성반응 이후 관능성 사슬과 반응시키는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조됨으로써 비교예 3-3에서는 발현되지 않는 현저한 효과를 나타낼 수 있음을 확인할 수 있으며, 이러한 효과 차이를 통해 본 발명 변성 공액디엔계 중합체는 비교예 3-3과는 다른 구조의 공중합체, 예컨대 관능성 사슬로부터 유래되는 N-관능기 함유 단량체 유래 반복단위를 포함하는 관능성 사슬이 변성된 중합체의 비관능성 사슬에, 변성제 유래 관능기에 의해 커플링되어 그라프트 공중합체와 유사한 구조로 결합하고 있음을 예측할 수 있다.Through this, it can be confirmed that the modified conjugated diene-based polymer of the present invention can exhibit a remarkable effect that is not expressed in Comparative Example 3-3 by being prepared by a manufacturing method comprising the step of reacting with a functional chain after the denaturation reaction. , Through this difference in effect, the modified conjugated diene-based polymer of the present invention is a copolymer having a structure different from Comparative Example 3-3, for example, a functional chain including a repeating unit derived from an N-functional group-containing monomer derived from a functional chain is modified. It can be predicted that the non-functional chain of the resulting polymer is coupled by a functional group derived from a modifier to form a structure similar to that of the graft copolymer.

Claims (10)

규소에 결합된 알콕시기가 3 이상인 변성제의 유래 단위; A unit derived from a modifier having 3 or more alkoxy groups bonded to silicon; 상기 변성제 유래 단위의 일측에서 규소-탄소 결합을 형성하고 공액디엔계 단량체 유래 반복단위를 포함하는 비관능성 사슬; 및 A non-functional chain including a repeating unit derived from a conjugated diene-based monomer and forming a silicon-carbon bond at one side of the unit derived from the denaturant; And 상기 변성제 유래 단위의 다른 일측에서 규소-탄소 결합을 형성하고 N-관능기 함유 단량체 유래 단위를 2 단위 이상 포함하는 관능성 사슬;을 포함하는 변성 공액디엔계 중합체.A modified conjugated diene-based polymer comprising a; a functional chain that forms a silicon-carbon bond at the other side of the unit derived from the modifier and includes at least two units derived from the monomer-containing N-functional group. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 변성 공액디엔계 중합체는 N 원자의 함량이 중량 기준으로 150 ppm 이상인 것인 변성 공액디엔계 중합체.The modified conjugated diene-based polymer is a modified conjugated diene-based polymer having an N atom content of 150 ppm or more based on weight. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 관능성 사슬은 변성제 유래 단위에 1 이상 결합된 것인 변성 공액디엔계 중합체.The functional chain is a modified conjugated diene-based polymer that is bonded to one or more units derived from a denaturant. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 관능성 사슬은 공액디엔계 단량체 유래 단위를 더 포함하는 것인 변성 공액디엔계 중합체.The functional chain is a modified conjugated diene-based polymer further comprising a unit derived from a conjugated diene-based monomer. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1, 상기 관능성 사슬은 N-관능기 함유 단량체 유래 단위를 2 내지 80 단위 포함하는 것인 변성 공액디엔계 중합체. The functional chain is a modified conjugated diene-based polymer containing from 2 to 80 units derived from an N-functional group-containing monomer. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 변성제는 아민 함유 알콕시실란계 화합물 또는 아민 비함유 알콕시실란계 화합물이고, 알콕시실란기를 3개 이상 포함하는 것인 변성 공액디엔계 중합체.The modifier is an amine-containing alkoxysilane-based compound or an amine-free alkoxysilane-based compound, and a modified conjugated diene-based polymer containing three or more alkoxysilane groups. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 비관능성 사슬은 방향족 비닐계 단량체 유래 반복단위를 더 포함하는 것인 변성 공액디엔계 중합체.The non-functional chain is a modified conjugated diene-based polymer further comprising a repeating unit derived from an aromatic vinyl-based monomer. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 수평균 분자량(Mn)이 1,000 g/mol 내지 2,000,000 g/mol이고, 중량평균 분자량(Mw)이 1,000 g/mol 내지 3,000,000 g/mol이고, 피크평균 분자량(Mp)이 1,000 g/mol 내지 3,000,000 g/mol인 변성 공액디엔계 중합체.The number average molecular weight (Mn) is 1,000 g/mol to 2,000,000 g/mol, the weight average molecular weight (Mw) is 1,000 g/mol to 3,000,000 g/mol, and the peak average molecular weight (Mp) is 1,000 g/mol to 3,000,000 g /mol modified conjugated diene-based polymer. 청구항 1에 기재된 변성 공액디엔계 중합체 및 충진제를 포함하는 고무 조성물.A rubber composition comprising the modified conjugated diene polymer and a filler according to claim 1. 청구항 9에 있어서, The method of claim 9, 상기 고무 조성물은 상기 변성 공액디엔계 중합체 100 중량부를 기준으로 0.1 중량부 내지 200 중량부의 충진제를 포함하는 것인 고무 조성물.The rubber composition is a rubber composition containing 0.1 to 200 parts by weight of a filler based on 100 parts by weight of the modified conjugated diene-based polymer.
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