KR101152672B1 - Hydrophilic thioether Functionalized Styrene-Butadiene Copolymer and its silica composites - Google Patents
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Abstract
본 발명은 친수성 티오 에테르기로 말단변성된 스티렌-부타디엔 공중합체 및 이의 실리카 복합재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스티렌 단량체, 부타디엔 단량체 및 특정의 친수성 유기 황화합물을 유화중합하여 제조된 친수성 티오 에테르기로 말단변성된 신규 스티렌-부타디엔 공중합체와 이 공중합체의 제조방법, 그리고 이 공중합체에 실리카를 배합한 실리카 복합재에 관한 것이다.
본 발명의 스티렌-부타디엔 공중합체는 그 말단이 친수성 티오 에테르기로 변성되어 있어 실리카에 대한 친화도가 높으므로, 이 공중합체를 실리카와 배합한 복합재는 저연비 타이어, 신발창, 고무 호스, 고무 벨트 등 고무제품의 소재로 유용하다.
스티렌-부타디엔 공중합체, 말단변성, 실리카, 극성 유기 황화합물, 저연비 타이어
The present invention relates to a styrene-butadiene copolymer end-modified with a hydrophilic thioether group and a silica composite material thereof, and more particularly to a styrene-butadiene copolymer end-modified with a hydrophilic thioether group prepared by emulsion polymerization of a styrene monomer, a butadiene monomer and a specific hydrophilic organic sulfur compound A novel styrene-butadiene copolymer, a process for producing the copolymer, and a silica composite compounded with silica in the copolymer.
Since the styrene-butadiene copolymer of the present invention is modified with a hydrophilic thioether group at the terminal thereof and has a high affinity for silica, the composite material containing the copolymer with silica is excellent in low-emission tire, sole, rubber hose, It is useful as material of product.
Styrene-butadiene copolymer, terminal modified, silica, polar organic sulfur compound, fuel-efficient tire
Description
본 발명은 친수성 티오 에테르기로 말단변성된 스티렌-부타디엔 공중합체 및 이의 실리카 복합재에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스티렌 단량체, 부타디엔 단량체 및 특정의 친수성 유기 황화합물을 유화중합하여 제조된 친수성 티오 에테르기로 말단변성된 신규 스티렌-부타디엔 공중합체와 이 공중합체의 제조방법, 그리고 이 공중합체에 실리카를 배합한 실리카 복합재에 관한 것이다.The present invention relates to a styrene-butadiene copolymer end-modified with a hydrophilic thioether group and a silica composite material thereof, and more particularly relates to a styrene-butadiene copolymer end-modified with a hydrophilic thioether group prepared by emulsion polymerization of a styrene monomer, a butadiene monomer and a specific hydrophilic organic sulfur compound A novel styrene-butadiene copolymer, a process for producing the copolymer, and a silica composite compounded with silica in the copolymer.
스티렌-부타디엔 공중합체(SBR)는 스티렌과 3개의 미세구조를 갖는 부타디엔의 랜덤 공중합체이다. 스티렌-부타디엔 공중합체(SBR)는 가공성이 용이하고 가황특성이 안정적이어서 타이어, 신발, 고무 호스, 고무 벨트 등에서 고무재료로 사용되고 있으며, 합성고무 중 수요가 가장 많다.The styrene-butadiene copolymer (SBR) is a random copolymer of styrene and butadiene having three microstructures. The styrene-butadiene copolymer (SBR) is used as a rubber material in tires, shoes, rubber hoses, rubber belts and the like because of its easy processability and stable vulcanization characteristics.
스티렌-부타디엔 공중합체(SBR)는 주로 유화중합에 의해 제조하고 있다. 일반적인 유화중합법으로 제조된 스티렌-부타디엔 공중합체(SBR)는 스티렌 함량이 약 23%이고, 부타디엔의 미세구조로서 1,4-시스 함량이 약 18%, 1,4-트랜스 함량이 65% 그리고 비닐 함량이 17% 정도이다. 스티렌-부타디엔 공중합체(SBR)의 일반적 유화중합법으로서 Ind. Eng. Chem. 1953, 45(6), 133에서는 중합개시제로 큐민 하이드로퍼옥사이드를 사용하고, 분자량 조절제로 도데실메르캡탄을 사용하였고, 미국등록특허 제4,064,081호에서는 중합개시제로 과황산칼륨을 사용하는 기술이 개시되어 있기도 한다. The styrene-butadiene copolymer (SBR) is mainly produced by emulsion polymerization. The styrene-butadiene copolymer (SBR) prepared by a general emulsion polymerization method has a styrene content of about 23%, a butadiene microstructure having a 1,4-cis content of about 18%, a 1,4-trans content of 65% The vinyl content is about 17%. As a general emulsion polymerization method of styrene-butadiene copolymer (SBR), Ind. Eng. Chem. 1953, 45 (6), and 133, cumene hydroperoxide was used as a polymerization initiator, dodecyl mercaptan was used as a molecular weight regulator, and US Pat. No. 4,064,081 discloses a technique of using potassium persulfate as a polymerization initiator It is also possible.
최근 타이어 등의 고무 제품 제조 산업분야에서는 스티렌-부타디엔 공중합체(SBR)에 실리카를 배합한 실리카 복합재가 기능성 소재로서 각광받고 있다. 실리카 복합재를 제조하기 위해서는 실리카 무기소재에 대한 친화성이 우수한 스티렌-부타디엔 공중합체(SBR)의 개발이 우선되어야 한다. 그러나, 기존의 유화중합법으로 제조된 스티렌-부타디엔 공중합체(SBR)는 무기소재인 실리카와의 친화성이 열악한 점이 문제점으로 지적되고 있다.In recent years, in the field of manufacturing rubber products such as tires, a silica composite compounded with silica in a styrene-butadiene copolymer (SBR) has attracted attention as a functional material. In order to produce a silica composite material, development of a styrene-butadiene copolymer (SBR) excellent in compatibility with silica inorganic material should be given priority. However, the conventional styrene-butadiene copolymer (SBR) produced by the emulsion polymerization method has a problem in that it has poor affinity with inorganic silica.
스티렌-부타디엔 공중합체(SBR)의 실리카에 대한 친화성을 향상시킬 목적으로, 고분자 사슬에 아크릴산기 또는 아크릴레이트기와 같은 극성기를 도입하는 기술이 알려져 있다. 예를 들면, 미국등록특허 제3,575,913호 및 제3,563,946호에는 에멀젼 상태에서 과황산칼륨 혹은 아조비스이소부티로나이트릴을 사용하여 스티렌-부타디엔-아크릴레이트 공중합체를 제조하는 기술이 공지되어 있다. 미국등록특허 제5,274,027호 및 제5,302,655호에는 아크릴레이트 계통의 화합물로 이타코닉 산, 메틸 메타아크릴레이트 등을 사용하고, 중합개시제로 과산화황 암모늄 등 을 사용하여 스티렌-부타디엔-아크릴레이트 계통의 공중합체를 유화중합을 통하여 제조하는 기술이 공지되어 있다. 미국등록특허 제6,512,053호 및 제6,716,925호에는 아크릴레이트 계통의 화합물로 2-하이드록시에틸 메타아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 메타아크릴레이트, 하이드록시메틸 메타아크릴아마이드와 같은 하이드록시아크릴레이트계 화합물 등을 사용하고, 중합개시제로 과산화황 암모늄 등을 사용하여 스티렌-부타디엔-아크릴레이트 계통의 공중합체를 유화중합을 통하여 제조하는 기술이 공지되어 있다. 하지만, 실리카와의 친화성을 높이기 위해 첨가되는 아크릴산 또는 아크릴레이트는 반응성이 느리고 중합액의 산도를 변화시켜 미셀의 형성을 방해하여 유화중합을 저해할 뿐만 아니라 잔류 모노머를 제거하는데 어려움이 있는 것으로 지적되고 있다. 이처럼, 스티렌-부타디엔 공중합체(SBR)에 실리카 친화도를 부여하기 위해 유화중합 중에 아크릴산 또는 아크릴레이트를 첨가하는 기술은 아직도 개선의 여지가 있다.A technique of introducing a polar group such as an acrylate group or an acrylate group into a polymer chain is known for the purpose of improving the affinity of styrene-butadiene copolymer (SBR) for silica. For example, U.S. Patent Nos. 3,575,913 and 3,563,946 disclose a technique for producing a styrene-butadiene-acrylate copolymer using potassium persulfate or azobisisobutyronitrile in an emulsion state. U.S. Patent Nos. 5,274,027 and 5,302,655 disclose the use of itaconic acid, methyl methacrylate or the like as an acrylate-based compound and a styrene-butadiene-acrylate-based copolymer By emulsion polymerization is known. U.S. Patent Nos. 6,512,053 and 6,716,925 disclose acrylate-based compounds such as hydroxyacrylate compounds such as 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, and hydroxymethyl methacrylamide And a copolymer of styrene-butadiene-acrylate system by emulsion polymerization using ammonium persulfate or the like as a polymerization initiator is known. However, since acrylic acid or acrylate added to improve affinity with silica is slow in reactivity and changes the acidity of the polymerization solution, it interferes with the formation of micelles, which inhibits emulsion polymerization and also has difficulties in removing residual monomers . As described above, the technique of adding acrylic acid or acrylate during the emulsion polymerization to impart silica affinity to the styrene-butadiene copolymer (SBR) still has room for improvement.
이에 본 발명자들은 기존 유화중합법으로 제조되는 스티렌-부타디엔 공중합체(SBR)에 대한 실리카 친화성을 높이는 기술을 개발하고자 연구 노력하였다. 그 결과, 스티렌 단량체와 부타디엔 단량체와 함께 특정의 극성기를 함유하는 티올계 유기 황화합물을 첨가시켜 유화중합하여, 스티렌-부타디엔 공중합체(SBR)의 분자량 조절이 용이하고, 실리카에 대한 친화도를 높여 공중합체 본연의 고유 물성을 우수하게 유지함은 물론이고 에멀젼 스티렌-부타디엔의 열악한 회전저항 특성을 향상시키는 효과를 얻고 있는 새로운 스티렌-부타디엔 공중합체(SBR)를 제조함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have made efforts to develop a technique for enhancing silica affinity for a styrene-butadiene copolymer (SBR) produced by a conventional emulsion polymerization method. As a result, the molecular weight of the styrene-butadiene copolymer (SBR) can be easily controlled by adding a thiol-based organic sulfur compound containing a specific polar group together with the styrene monomer and the butadiene monomer to emulsify and coalesce, Butadiene copolymer (SBR), which not only keeps the intrinsic properties inherent to the coalescence well but also has the effect of improving the poor rotational resistance characteristics of emulsion styrene-butadiene, has been completed.
본 발명은 친수성 티오 에테르기로 말단 변성된 스티렌-부타디엔 공중합체를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a styrene-butadiene copolymer end-modified with a hydrophilic thioether group.
본 발명은 스티렌 단량체와 부타디엔 단량체를 유화중합하는 반응에 특정의 친수성 유기 황화합물을 첨가하여 유화중합하여, 친수성 티오 에테르기로 말단 변성된 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하는 방법을 제공하는 것을 발명의 다른 목적으로 한다.The present invention provides a method for preparing a styrene-butadiene copolymer end-modified with a hydrophilic thioether group by emulsion polymerization by adding a specific hydrophilic organic sulfur compound to a reaction for emulsion-polymerizing a styrene monomer and a butadiene monomer. .
본 발명은 상기한 친수성 티오 에테르기로 말단 변성된 스티렌-부타디엔 공중합체에 실리카를 배합한, 실리카 복합재를 제공하는 것을 발명의 또 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a silica composite material in which silica is blended with a styrene-butadiene copolymer end-modified with the above-mentioned hydrophilic thioether group.
상기 과제 해결을 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 친수성 티오 에테르기로 말단 변성된 스티렌-부타디엔 공중합체를 그 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention is characterized by a styrene-butadiene copolymer end-modified with a hydrophilic thioether group represented by the following general formula (1).
상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 내지 20의 포화 또는 불포화된 직쇄 또는 가지형 탄화수소기를 나타내고; X는 아민기, 하이드록시기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기, 설포네이트기, 카르복시산기, 또는 카르복실레이트기를 나타내고; o는 스티렌 반복단위의 개수로 0.15 ~ 0.5 이고, p는 부타디엔 반복단위 개수로 0.50 ~ 0.85 이며, o + p = 1 이다.In Formula 1, R 1 represents a saturated or unsaturated straight or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; X represents an amine group, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a sulfonate group, a carboxylic acid group, or a carboxylate group; o is 0.15 to 0.5 in terms of the number of styrene repeating units, p is 0.50 to 0.85 in the number of butadiene repeating units, and o + p = 1.
본 발명에서는 고분자 골격 말단에 친수성 티오 에테르기 도입을 통해 유화중합의 안전성을 유지하면서 스티렌-부타디엔 공중합체 자체의 극성을 향상시켜 공중합체의 실리카에 대한 친화도를 극대화시킨 효과를 얻고 있다.In the present invention, the hydrophilic thioether group is introduced into the end of the polymer skeleton to improve the polarity of the styrene-butadiene copolymer itself while maintaining the safety of the emulsion polymerization, thereby maximizing the affinity of the copolymer for silica.
또한, 상기한 본 발명의 친수성 티오 에테르기로 말단 변성된 스티렌-부타디엔 공중합체에 실리카를 배합한 복합재는 회전저항 특성 등의 물성이 우수하며, 자동차 타이어의 트레드 재료로 사용되어서는 히스테리시스를 작게 하고, 타이어의 습윤 저항을 크게 하며, 나아가 타이어의 내마모성을 향상시키는 효과를 얻고 있다.In addition, the composite material in which silica is blended with the styrene-butadiene copolymer end-modified with the hydrophilic thioether group of the present invention has excellent physical properties such as rotational resistance characteristics, and is used as a tread material of automobile tires to reduce hysteresis, The wet resistance of the tire is increased, and furthermore, the abrasion resistance of the tire is improved.
본 발명이 특징으로 하는 친수성 티오 에테르기로 말단변성된 스티렌-부타디엔 공중합체는, 스티렌 단량체와 부타디엔 단량체를 유화중합 조건에서 라디칼 중 합할 때 친수성 황 화합물을 첨가하여, 공중합체 말단에 친수성 티오 에테르기가 화학적으로 결합된 구조의 신규 화합물이다. 본 발명이 스티렌-부타디엔 공중합체 말단에 새롭게 도입하는 친수성 티오 에테르기는 -S-R1-X로 표시되며, 구체적으로 -S-R1-NH2, -S-R1-OH, -S-R1-OC1-6, -S-R1-SO2R, -S-R1-COOH, -S-R1-COOR 등 일 수 있다. 이때, R1 및 X는 상기 화학식 1에서 정의 한 바와 같고, R은 탄소수 1 내지 10의 지방족기 또는 탄소수 5 내지 15의 방향족기를 나타낸다. The styrene-butadiene copolymer end-modified with a hydrophilic thioether group characterized by the present invention is obtained by adding a hydrophilic sulfur compound to a styrene-butadiene copolymer when the styrene monomer and the butadiene monomer are radically polymerized under the emulsion polymerization conditions and the hydrophilic thioether group is chemically ≪ / RTI > The hydrophilic thioether group newly introduced at the end of the styrene-butadiene copolymer of the present invention is represented by -SR 1 -X, specifically, -SR 1 -NH 2 , -SR 1 -OH, -SR 1 -OC 1-6 , -SR may be such as 1 -SO 2 R, -SR 1 -COOH , -SR 1 -COOR. R 1 and X are the same as defined in
본 발명에 따른 친수성 티오 에테르기로 말단변성된 스티렌-부타디엔 공중합체의 제조방법에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The method for producing a styrene-butadiene copolymer end-modified with a hydrophilic thioether group according to the present invention will be described in more detail as follows.
본 발명에서는 스티렌 단량체 10 ~ 50 중량%와 부타디엔 단량체 50 ~ 90 중량%로 이루어진 단량체 혼합물 100 중량부에, 유기 황화합물 0.01 ~ 5 중량부, 라디칼 개시제 0.05 ~ 3 중량부, 및 유화제 0.1 ~ 5 중량% 등을 포함시켜 유화중합하여, 목적하는 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조한다. In the present invention, 0.01 to 5 parts by weight of an organic sulfur compound, 0.05 to 3 parts by weight of a radical initiator, and 0.1 to 5% by weight of an emulsifier are added to 100 parts by weight of a monomer mixture comprising 10 to 50% by weight of a styrene monomer and 50 to 90% by weight of a butadiene monomer. And then emulsion polymerization is carried out to prepare the desired styrene-butadiene copolymer.
본 발명의 공중합체 제조에 사용되는 스티렌 단량체는 스티렌, 모노클로로스티렌, 메틸스티렌, 디메틸스티렌 등이 사용될 수 있고, 이들은 각각 단종 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. The styrene monomer used in the production of the copolymer of the present invention may be styrene, monochlorostyrene, methylstyrene, dimethylstyrene, etc. These may be used either individually or in combination of two or more.
본 발명의 공중합체 제조에 사용되는 부타디엔 단량체는 1,3-부타디엔, 클로로부타디엔, 이소프렌 등이 사용될 수 있고, 이들은 각각 단종 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 유화중합하여 제조된 고분자에서 부타디엔 유니트(unit)의 미세구조는 시스, 트랜스, 비닐 그룹으로 이루어진다. The butadiene monomer used in the preparation of the copolymer of the present invention may be 1,3-butadiene, chlorobutadiene, isoprene, etc., and these may be used alone or in combination of two or more. In the polymer prepared by emulsion polymerization, the microstructure of the butadiene unit is composed of cis, trans, and vinyl groups.
본 발명에서는 단량체로서 스티렌 단량체와 부타디엔 단량체를 사용하는데, 스티렌 단량체 10 ~ 50 중량%와 부타디엔 단량체 50 ~ 90 중량%를 사용한다. 이들 단량체의 배합비율에 있어, 스티렌 단량체의 사용량이 10 중량% 미만이면 인장강도를 비롯한 기계적 물성이 저하하는 문제가 생길 수 있고, 50 중량%를 초과하면 탄성 및 내마모도가 저하하는 문제가 발생할 수 있다.In the present invention, a styrene monomer and a butadiene monomer are used as monomers, and 10 to 50% by weight of a styrene monomer and 50 to 90% by weight of a butadiene monomer are used. If the amount of the styrene monomer to be used is less than 10% by weight, mechanical properties including tensile strength may deteriorate. When the amount of the styrene monomer exceeds 50% by weight, elasticity and wear resistance may decrease .
본 발명의 공중합체 제조에 사용되는 유기 황화합물은 하기 화학식 2a로 표시되는 티올 화합물 또는 하기 화학식 2b로 표시되는 디설파이드 화합물을 사용할 수 있다.The organic sulfur compound used in the preparation of the copolymer of the present invention may be a thiol compound represented by the following formula (2a) or a disulfide compound represented by the following formula (2b).
상기 화학식 2a 또는 2b에서, R1 및 R2는 서로 같거나 다른 것으로 각각 탄소수 1 내지 20의 포화 또는 불포화된 직쇄 또는 가지형 탄화수소기를 나타내고; X는 아민기, 하이드록시기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기, 설포네이트기, 카르복시산기, 또는 카르복실레이트기를 나타낸다.In the above formula (2a) or (2b), R 1 and R 2 are the same or different and each represents a saturated or unsaturated straight chain or branched hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms; X represents an amine group, a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a sulfonate group, a carboxylic acid group, or a carboxylate group.
상기 화학식 2a로 표시되는 티올 화합물을 구체적으로 예시하면, 2-메르캅토에틸알코올, 3-메르캅토프로필알코올, 4-메르캅토부틸알코올, 5-메르캅토펜틸알코올, 6-메르캅토헥실알코올, 8-메르캅토옥틸알코올, 10-메르캅토덴칸알코올, 3-메르 캅토아이소부티릭산, 11-메르캅토운데카노익산, 2-메르캅토에틸카르복실레이트, 4-메르캅토부틸카르복실레이트, 5-메르캅토펜틸카르복실레이트, 6-메르캅토헥실카르복실레이트, 8-메르캅토옥틸카르복실레이트, 10-메르캅토덴칸카르복실레이트, 디티오에리쓰리톨(dithioerythritol), 메틸 3-메르캅토프로피오네이트, 3-메르캅토프로피오네이트 티올, 티오글리콜아마이드, 글리세롤 티오글리콜레이트, 메르캅토피리미딘 등이 있다. Specific examples of the thiol compound represented by the above formula (2a) include 2-mercaptoethyl alcohol, 3-mercaptopropyl alcohol, 4-mercaptobutyl alcohol, 5-mercaptopropyl alcohol, 6-mercaptohexyl alcohol, Mercaptohexanoic acid, 2-mercaptoethylcarboxylate, 4-mercaptobutylcarboxylate, 5-mercaptoheptanoic acid, 5-mercaptoethanolamine, Mercaptohexylcarboxylate, 10-mercaptodecanecarboxylate, dithioerythritol, methyl 3-mercaptopropionate, and 3-mercaptopropylcarboxylate. 3-mercaptopropionate thiol, thioglycolamide, glycerol thioglycolate, mercaptopyrimidine, and the like.
상기 화학식 2b로 표시되는 디설파이드 화합물을 구체적으로 예시하면, 4,4-디티오디부티릭산, 디티오이벤조익산, 3,3 디티오디프로피오닉디메틸에스터산, 3,3 디티오디프로피오닉산, 디티오디글리시릭산, 테트라벤질티우람 디설파이드, 테트라메틸티우람 디설파이드, 테트라에틸티우람 디설파이드, 테트라이소프로필티우람 디설파이드, 2,2'-디티오디아닐린, 4,4'-디티오디아닐린 등이 있다. Specific examples of the disulfide compound represented by Formula 2b include 4,4-dithiodibutyric acid, dithiobenzoic acid, 3,3-dithiodipropionic dimethyl ester acid, 3,3-dithiodipropionic acid, dithiodi Tetraethylthiuram disulfide, tetraisopropylthiuram disulfide, 2,2'-dithiodianiline, 4,4'-dithiodianiline, and the like can be given.
상기한 유기 황화합물은 스티렌-부타디엔 공중합체에 실리카에 대한 친화성을 부여하는 효과 이외에도 공중합체의 분자량 조절제로서의 효과도 기대된다. 즉, 유화중합에 첨가되는 유기 황화합물의 사용량 조절에 의해 공중합체의 평균분자량의 조절도 가능하다. 중량평균분자량이 십만 내지 3백만 범위인 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하는 경우, 스티렌 단량체와 부타디엔 단량체로 구성되는 단량체 혼합물 100 중량부를 기준으로 유기 황화합물은 0.01 내지 5 중량부를 사용하는 것이 좋다. 유기 황화합물의 사용량이 0.01 중량부 미만이면 공중합체의 분자량이 지나치게 커지는 문제가 있고, 5 중량부를 초과하여 과량 사용하면 극성이 지나치게 높으면서 저분자량의 공중합체가 제조되는 문제가 있으므로, 겔 형성 과 물성을 저하를 방지하기 위해서는 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다. In addition to the effect of imparting affinity to silica to the styrene-butadiene copolymer, the organic sulfur compound is also expected to have an effect as a molecular weight modifier of a copolymer. That is, the average molecular weight of the copolymer can be controlled by adjusting the amount of the organic sulfur compound added to the emulsion polymerization. When a styrene-butadiene copolymer having a weight average molecular weight of 100,000 to 3,000,000 is prepared, 0.01 to 5 parts by weight of an organic sulfur compound is preferably used based on 100 parts by weight of a monomer mixture composed of a styrene monomer and a butadiene monomer. If the amount of the organic sulfur compound is less than 0.01 part by weight, the copolymer will have an excessively large molecular weight. If the amount of the organic sulfur compound exceeds 5 parts by weight, excessively high polarity copolymer will result in a low molecular weight copolymer. In order to prevent deterioration, it is preferable to use within the above range.
본 발명이 사용하는 라디칼 개시제는 당업계에서 사용하는 일반적인 라디칼 개시제로서 과황산칼륨, 과황산암모늄과 같은 과황산계, 아세틸 아세톤 퍼옥사이드, 벤질 퍼옥사이드, 디큐밀 퍼옥사이드, 메탄 하이드로퍼옥사이드, 2,4-디클로로벤질 퍼옥사이드, t-부틸 퍼아세테이트, 2,2′-아조비스(이소부틸아미딘)디하이드로클로라이드, 아조비스이소부틸로나이트릴, 과산화수소, 레독스 시스템, 및 유화중합에 일반적으로 사용되는 개시제 시스템 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 스티렌 단량체와 부타디엔 단량체로 구성되는 단량체 혼합물 100 중량부를 기준으로 상기한 라디칼 개시제를 0.05 중량부 미만으로 사용하면 충분한 중합반응이 일어나지 않는 문제가 있고, 3 중량부를 초과하여 과량으로 사용하면 저분자량의 공중합체가 생성되는 문제가 발생할 수 있다.The radical initiator used in the present invention is a radical initiator commonly used in the art, such as persulfuric acid such as potassium persulfate and ammonium persulfate, acetylacetone peroxide, benzyl peroxide, dicumyl peroxide, methane hydroperoxide, 2 , 4-dichlorobenzyl peroxide, t-butyl peracetate, 2,2'-azobis (isobutylamidine) dihydrochloride, azobisisobutylonitrile, hydrogen peroxide, redox system, and emulsion polymerization Or two or more species selected from the initiator systems. If the radical initiator is used in an amount of less than 0.05 part by weight based on 100 parts by weight of a monomer mixture composed of a styrene monomer and a butadiene monomer, there is a problem that a sufficient polymerization reaction does not occur. When the amount exceeds 3 parts by weight, There is a possibility that a merger is generated.
그리고 유화제로는 음이온, 양이온, 비이온성 계면활성제 등으로부터 선택된 단종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 유화제는 구체적으로 금속염 및 암모니윰염 중에서 선택된 사용할 수 있으며, 바람직하게는 알킬설페이트 금속염, 알킬알릴설포닉산 금속염, 알킬알릴설포닉산 금속염, 알킬포스페이트 금속염, 알킬설페이트 암모니윰염, 알킬알릴설포닉산 암모니윰염, 알킬아릴설포닉산 암모니윰염, 알릴설포닉산 암모니윰염 및 알킬포스페이트 암모니윰염 중에서 선택된 단종 또는 2 종 이상을 사용하는 것이 좋다. 이때, 알킬(alkyl) 또는 아릴(aryl) 사슬은 탄소수가 5 ~ 20 개이며, 탄소수가 5 미만인 것을 사용하면 분산제 역활에 문제가 발생할 수 있고, 탄소수가 20을 초과시 친수성이 저하하는 문제가 발생할 수 있으므 로, 상기 탄소수를 갖는 알킬그룹 또는 아릴그룹을 갖는 것을 사용하는 것이 좋다. 유화제로서 더욱 바람직하게는 도데실벤젠설포닉산, 로진산, 지방산, 라우릴설포닉산 및 헥사데실설포닉산 중에서 선택된 산(acid)의 금속염 또는 암모니윰염을 사용하는 것이 좋다. 스티렌 단량체와 부타디엔 단량체로 구성되는 단량체 혼합물 100 중량부를 기준으로 상기한 유화제를 0.1 중량부 미만으로 사용하면 미셀이 형성하지 않는 문제가 발생할 수 있으며, 5 중량부를 초과하여 사용하면 마이크로에멀젼이 형성되어 저분자량의 공중합체가 생성되는 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 범위 내에서 사용하는 것이 좋다. As the emulsifier, there may be used one or more selected from the group consisting of an anion, a cation, and a nonionic surfactant. The emulsifier may be selected from a metal salt and an ammonium salt. Preferably, the emulsifier may be selected from the group consisting of an alkyl sulfate metal salt, an alkyl allyl sulfonic acid metal salt, an alkyl allyl sulfonic acid metal salt, an alkyl phosphate metal salt, an alkyl sulfate ammonium salt, an alkylallylsulfonic acid ammonium salt, Ammonium sulfosuccinic acid ammonium salt, arylsulfonic acid ammonium salt, allyl sulfonic acid ammonium salt and alkyl phosphonate ammonium salt are preferably used. At this time, the alkyl or aryl chain has 5 to 20 carbon atoms, and if it has a carbon number of less than 5, problems may arise in the role of the dispersing agent, and when the number of carbon atoms exceeds 20, , It is preferable to use those having an alkyl group or an aryl group having the above-mentioned carbon number. As the emulsifier, it is more preferable to use a metal salt or an ammonium salt of an acid selected from dodecylbenzenesulfonic acid, rosin acid, fatty acid, laurylsulfonic acid and hexadecylsulfonic acid. When the emulsifier is used in an amount of less than 0.1 part by weight based on 100 parts by weight of a monomer mixture composed of a styrene monomer and a butadiene monomer, micelles may not be formed. If the emulsifier is used in an amount exceeding 5 parts by weight, A problem may occur that a copolymer having a molecular weight is generated. Therefore, it is preferable to use the copolymer within the above range.
본 발명이 수행하는 유화중합은 0℃ 내지 70℃ 온도에서 4 내지 48 시간 정도 수행하며, 유화중합 온도가 0℃ 미만으로 낮으면 중합반응이 활성화되지 않는 문제가 있고, 70℃를 초과하는 고온 조건에서 중합반응하면 생성된 고분자의 물성이 열악해지는 문제점이 발생할 수 있다.The emulsion polymerization carried out by the present invention is carried out at a temperature of 0 ° C to 70 ° C for about 4 to 48 hours. When the emulsion polymerization temperature is lower than 0 ° C, the polymerization reaction is not activated. On the other hand, The polymer may have a poor physical property.
이상에서 설명한 조건에서 유화중합하여 제조된 공중합체는 20 ~ 200 nm의 나노크기를 갖는 나노입자로 제조된다. 제조된 공중합체 입자의 크기가 20 nm 미만이면 마이크로에멀젼으로 고분자의 분자량이 작은 문제가 발생할 수 있고, 200 nm를 초과시 겔 생성과 엉김 문제가 발생할 수 있기 때문에 상기 범위 내의 크기를 갖는 것이 좋다. The copolymers prepared by emulsion polymerization under the conditions described above are made of nano-sized nanoparticles of 20 to 200 nm. If the size of the prepared copolymer particles is less than 20 nm, the polymer may have a small molecular weight due to the microemulsion. If the size of the copolymer particles exceeds 200 nm, gel formation and coalescence may occur.
또한, 이상에서 설명한 조건에서 유화중합하여 제조된 공중합체는 중량평균분자량이 100,000 ~ 3,000,000 g/mol 제조되는데, 공중합체의 평균분자량이 100,000 g/mol 미만이면 물성이 저하하는 문제가 발생할 수 있고, 3,000,000 g/mol 초과시 겔 발생, 컴파운드 점도 상승 및 경도 상승으로 인하여 가공성에 어려운 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 분자량 범위를 갖는 공중합체를 제조하는 것이 좋다. 또한, 제조된 공중합체의 분자량에 따라 물성이 달라질 수 있는 바, 탄성과 높은 기계적 물성을 요구된다면 가능한 고분자량의 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하여 사용하고, 가공성 개선 효과가 요구된다면 가능한 저분자량의 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하여 사용할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이 스티렌-부타디엔 공중합체의 분자량은 유기 황화합물의 사용량 조절에 의해 충분히 조절이 가능하다.The copolymers prepared by emulsion polymerization under the conditions described above have a weight average molecular weight of 100,000 to 3,000,000 g / mol. When the average molecular weight of the copolymer is less than 100,000 g / mol, When the molecular weight is more than 3,000,000 g / mol, generation of a gel, increase in compound viscosity and increase in hardness may cause difficult problems in processability. Therefore, it is preferable to prepare a copolymer having the above molecular weight range. If the elasticity and high mechanical properties are required, a high molecular weight styrene-butadiene copolymer may be prepared and used. If it is desired to improve the processability, a low molecular weight Styrene-butadiene copolymer may be prepared and used. As described above, the molecular weight of the styrene-butadiene copolymer can be sufficiently controlled by controlling the amount of the organic sulfur compound used.
한편, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 친수성 티오 에테르기로 말단변성된 스티렌-부타디엔 공중합체 100 중량부와 실리카 50 내지 90 중량부를 포함하여 이루어진 실리카 복합재도 그 특징으로 한다.The present invention also provides a silica composite material comprising 100 parts by weight of a styrene-butadiene copolymer end-modified with a hydrophilic thioether group represented by
본 발명의 실리카 복합재는 타이어, 신발창, 고무 호스, 고무 벨트 등 고무제품 제조분야에서 고무소재를 대체하여 사용될 수 있다. 하기의 제조예에서는 자동차 타이어의 트레드 제조에 사용되는 통상의 조성물에 스티렌-부타디엔 공중합체와 실리카를 포함시킨 예가 기재되어 있기도 한다. 즉, 스티렌-부타디엔 공중합체 100 중량부에 실리카 50 내지 90 중량부와 첨가제로서 산화아연 1 내지 10 중량부, 스테아르산 1 내지 10 중량부, 프로세스 오일 10 내지 50 중량부, 비스(3-트리에톡시실릴프로필) 디설파이드 1 내지 10 중량부, 산화방지제 0.1 내지 5 중량부, 황 0.1 내지 5 중량부, 가황촉진제 0.1 내지 5 중량부를 포함시켜, 타이어의 트레드 조성물을 제조할 수 있다. 하기 제조 예에서 제조된 시편의 물성비교를 통해 확인되듯이, 본 발명이 제안하는 상기 화학식 1로 표시되는 친수성 티오 에테르기로 말단 변성된 스티렌-부타디엔 공중합체와 실리카가 포함된 트레드 조성물은 타이어로서 요구되는 물성을 모두 만족시킬 수 있다.The silica composite material of the present invention can be used as a substitute for a rubber material in a rubber product manufacturing field such as a tire, a sole, a rubber hose, and a rubber belt. In the following production examples, examples in which a styrene-butadiene copolymer and silica are contained in a conventional composition used for producing a tread of an automobile tire are described. That is, 50 to 90 parts by weight of silica and 1 to 10 parts by weight of zinc oxide as an additive, 1 to 10 parts by weight of stearic acid, 10 to 50 parts by weight of process oil, 100 parts by weight of bis (3-triethoxysilane) 1 to 10 parts by weight of an antioxidant, 0.1 to 5 parts by weight of an antioxidant, 0.1 to 5 parts by weight of sulfur and 0.1 to 5 parts by weight of a vulcanization accelerator. As can be seen from the comparison of the physical properties of the specimens prepared in the following Production Examples, the tread composition including the styrene-butadiene copolymer and silica modified by the hydrophilic thioether groups represented by the formula (1) proposed by the present invention, Can be satisfied.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 하기의 실시예 및 제조예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는 바, 본 발명이 이들 실시예 및 제조예에 의해 한정되는 것은 결코 아니다.The present invention as described above will be described in more detail with reference to the following examples and production examples, but the present invention is by no means limited by these examples and production examples.
[실시예] [Example]
실시예 1~6 및 비교예 1. 말단변성된 스티렌-부타디엔 공중합체의 제조Examples 1 to 6 and Comparative Example 1. Preparation of terminally modified styrene-butadiene copolymer
10℃에서 5 L 압력반응기에 물 1500 mL, 로진산나트륨 25 g, 지방산나트륨 35 g, 염화칼륨 25 g, 스티렌 400 g, 1,3-부타디엔 600 g, 하기 표 1에 나타낸 유기 황화합물, EDTA 0.5 g, 소듐 하이드로설파이트 0.5 g, 페로스 설페이트 0.1 g, 소듐 포름알데하이드 설포네이트 0.5 g 및 메탄 하이드로퍼옥사이드 1.0 g을 연속 투입하면서 10 시간 동안 교반하였다. 반응정지를 위해 다이에틸하이드록시아민 1.0 g을 투입하였다. 라텍스 응집을 위해 황산(20% 수용액) 20 g을 투입하고, 스트리핑 공정과 건조과정을 거쳐 말단변성된 스티렌-부타디엔 공중합체를 제조하였다.1500 mL of water, 25 g of sodium rosinate, 35 g of sodium fatty acid, 25 g of potassium chloride, 400 g of styrene, 600 g of 1,3-butadiene, 0.5 g of the organic sulfur compound shown in Table 1 0.5 g of sodium hydrosulfite, 0.1 g of ferrous sulfate, 0.5 g of sodium formaldehyde sulfonate and 1.0 g of methane hydroperoxide were continuously added for 10 hours. To stop the reaction, 1.0 g of diethylhydroxyamine was added. 20 g of sulfuric acid (20% aqueous solution) was added for latex agglomeration, and the end-modified styrene-butadiene copolymer was prepared through a stripping process and a drying process.
사
용
성
분
(g)
four
for
castle
minute
(g)
유기황 화합물
Organic sulfur compounds
개시제polymerization
Initiator
정지제polymerization
Stopper
상기 표 1에 의하면, 본 발명이 제안한 바대로 친수성 유기 황화합물을 첨가하여 유화중합하여 제조된 스티렌-부타디엔 공중합체는 안정된 에멀젼 형성으로 수율이 높게 유지되었고, 공중합체의 분자량 조절도 용이하였다.As shown in Table 1, the styrene-butadiene copolymer prepared by emulsion polymerization by adding a hydrophilic organic sulfur compound maintained a high yield due to stable emulsion formation, and the molecular weight of the copolymer was easily controlled.
비교예 2 및 3. 스티렌-부타디엔-아크릴레이트계 공중합체의 제조Comparative Examples 2 and 3. Preparation of styrene-butadiene-acrylate copolymer
10℃에서 5 L의 압력반응기에 물 1500 mL, 로진산나트륨 25 g, 지방산나트륨 35 g, 염화칼륨 25 g, 스티렌 400 g, 1,3-부타디엔 550 g, 하기 표 2에 나타낸 아크릴레이트계 단량체, EDTA 0.5 g, 소듐 하이드로설파이트 0.5 g, 페로스 설페이트 0.1 g, 소듐 포름알데하이드 설포네이트 0.5 g, t-도데실메르캅탄 2.5 g 및 메탄 하이드로퍼옥사이드 1.0 g을 연속 투입하면서 24 시간 동안 교반하였다. 반응정지를 위해 다이에틸하이드록시 아민 1.0 g을 투입하고, 스트리핑 공정과 건조과정을 거쳐 스티렌-부타디엔-아크릴레이트계 공중합체를 제조하였다. 1500 L of water, 25 g of sodium rosinate, 35 g of sodium fatty acid, 25 g of potassium chloride, 400 g of styrene and 550 g of 1,3-butadiene were added to a pressure reactor of 5 L at 10 DEG C, 0.5 g of EDTA, 0.5 g of sodium hydrosulfite, 0.1 g of ferrous sulfate, 0.5 g of sodium formaldehyde sulfonate, 2.5 g of t-dodecyl mercaptan and 1.0 g of methane hydroperoxide were continuously stirred for 24 hours. To stop the reaction, 1.0 g of diethylhydroxyamine was added, and the styrene-butadiene-acrylate copolymer was prepared through a stripping process and a drying process.
사
용
성
분
(g)
four
for
castle
minute
(g)
단량체
황화합물abandonment
Sulfur compound
개시제polymerization
Initiator
정지제polymerization
Stopper
상기 표 2에 의하면, 아크릴레이트계 화합물처럼 산기를 지닌 화합물을 단량체로 추가한 비교예 2와 3의 경우 에멀젼 형성이 불안정하여 수율이 낮았고, 분자량을 높이기 위해 24시간 이상 오랜 시간동안 중합하였지만 여전히 분자량을 향상시키는 데는 한계가 있었다. According to the above Table 2, in Comparative Examples 2 and 3 in which an acid group-containing compound such as an acrylate compound was added as a monomer, emulsion formation was unstable and yield was low. In order to increase the molecular weight, polymerization was carried out for 24 hours or longer, There was a limit in improving the performance of the system.
[제조예][Manufacturing Example]
제조예 1 ~ 3 및 비교제조예 1 ~ 3. 타이어 트레드 시트의 제조 Production Examples 1 to 3 and Comparative Production Examples 1 to 3 Production of tire tread sheets
상기 실시예 1 ~ 3 및 비교예 2에서 제조된 공중합체 또는 상용 공중합체와 실리카를 포함하는 복합재를 이용하여 자동차 타이어의 트레드(tread) 시트(sheet)를 하기 방법으로 제조하였다.A tread sheet of an automobile tire was prepared by the following method using the copolymer prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 2 or a composite material containing a commercial copolymer and silica.
하기 표 3에 나타낸 공중합체 100 g, 프로세스 오일 37.5 g, 산화아연 3 g, 스테아르산 2 g, 실리카(Zeosil 175) 70 g, 비스(3-트리에톡시실릴프로필) 디설파이드 (Degussa Co., Si69) 5.5 g, 산화방지제로서 파라-페닐렌디아민(금호석유화학, 6-PPD) 1 g을 순차적으로 밀폐식 혼합기(밴버리믹서)에 투입하여 120 ℃, 60 rpm의 조건으로 6분 30초간 혼련하는 1차 배합 단계를 거친 후, 가공온도를 60 ℃로 냉각한 다음 황 2.2 g, 가황촉진제로서 N-시클로헥실-2-벤조티아질설폰아마이드 2.8 g과 1차 배합물을 혼합시키기 위해 60 ℃에서 50 rpm의 속도로 3 분간 교반 및 혼합하여 2차 배합물을 제조하였다. 그 후, 2 mm 두께의 롤에서 평평한 시트 형태로 가공한 후 24 시간을 방치하였다. 가황 공정은 160 ℃의 핫 프레스에서 160 kgf/cm2 이상의 압력으로 10 분간 가압하여 물성 측정용 시편 2 mm 두께의 시트로 제조하였다. 100 g of the copolymer shown in the following Table 3, 37.5 g of process oil, 3 g of zinc oxide, 2 g of stearic acid, 70 g of silica (Zeosil 175), bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide (Degussa Co., Si69 ) And 1 g of para-phenylenediamine (KKPC, 6-PPD) as an antioxidant were sequentially charged into a closed mixer (Banbury mixer) and kneaded at 120 DEG C and 60 rpm for 6 minutes and 30 seconds After the first compounding step, the working temperature was cooled to 60 DEG C and then 2.2 g of sulfur, 50 g of 50 < RTI ID = 0.0 > C < / RTI > at 60 DEG C to mix 2.8 g of N-cyclohexyl-2-benzothiazyl sulfonamide as vulcanization accelerator with the primary blend, The mixture was stirred and mixed at a speed of rpm for 3 minutes to prepare a second blend. Thereafter, the sheet was processed into a flat sheet in a 2 mm thick roll, and left for 24 hours. The vulcanization step was carried out in a hot press at 160 DEG C under a pressure of 160 kgf / cm < 2 > or more for 10 minutes to prepare a 2 mm thick sheet for measuring properties.
제조한 시편에 대한 물성을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다. 여기서, 가공성은 컴파운드 무니점도로 판단하였으며, 인장특성은 ASTM D412 방법, 마모성은 DIN 방법 및 습윤정지 특성은 히스테리시스(tan δ) 방법에 의거하여 판단하였다.The physical properties of the prepared specimens were measured and are shown in Table 3 below. Herein, the processability was determined based on the compound Mooney viscosity, the tensile properties were determined according to the ASTM D412 method, the abrasion resistance according to the DIN method, and the wet stop characteristics according to the hysteresis (tan δ) method.
사
용
성
분
(g)
four
for
castle
minute
(g)
중
합
체ball
medium
synthesis
sieve
물성
Seal
Properties
물성dynamic
Properties
제조예 4 ~ 6 및 비교제조예 4 ~ 6. 타이어 트레드 시트의 제조 Production Examples 4 to 6 and Comparative Production Examples 4 to 6. Production of tire tread sheets
상기 실시예 1 ~ 3 및 비교예 2에서 제조된 공중합체 또는 상용 공중합체와 실리카를 포함하는 복합재를 이용하여 자동차 타이어의 트레드(tread) 시트(sheet)를 하기 방법으로 제조하였다.A tread sheet of an automobile tire was prepared by the following method using the copolymer prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Example 2 or a composite material containing a commercial copolymer and silica.
하기 표 4에 나타낸 공중합체 110 g, 폴리부타디엔 28 g, 산화아연 3 g, 스테아르산 2 g, 실리카(Zeosil 175) 70 g, 비스(3-트리에톡시실릴프로필) 디설파이드 (Degussa Co., Si69) 5.6 g, TDEA 오일 30 g, 산화방지제로서 파라-페닐렌디아민(금호석유화학, 6-PPD) 1.0 g을 순차적으로 밀폐식 혼합기(밴버리믹서)에 투입하여 120 ℃, 60 rpm의 조건으로 6분 30초간 혼련하는 1차 배합 단계를 거친 후, 가공온도를 60 ℃로 냉각한 다음 황 2.2 g, 가황촉진제 2.8 g과 1차 배합물을 혼합시키기 위해 60 ℃에서 50 rpm의 속도로 3 분간 교반 및 혼합하여 2차 배합물을 제조하였다. 그 후, 2mm 두께의 롤에서 평평한 시트 형태로 가공한 후 24 시간을 방치하였다. 가황 공정은 160 ℃의 핫 프레스에서 160 kgf/cm2 이상의 압력으로 10 분간 가압하여 물성 측정용 시편 2 mm 두께의 시트로 제조하였다. 110 g of the copolymer shown in the following Table 4, 28 g of polybutadiene, 3 g of zinc oxide, 2 g of stearic acid, 70 g of silica (Zeosil 175), bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide (Degussa Co., Si69 ), 30 g of TDEA oil and 1.0 g of para-phenylenediamine (KKPC, 6-PPD) as an antioxidant were placed in a closed mixer (Banbury mixer) under the conditions of 120 캜 and 60 rpm Min for 30 seconds and then cooled to a temperature of 60 DEG C and then stirred for 3 minutes at a rate of 50 rpm at 60 DEG C to mix 2.2 g of sulfur, 2.8 g of the vulcanization accelerator and the primary blend, To prepare a second combination. Thereafter, the sheet was processed into a flat sheet form on a roll having a thickness of 2 mm, and left for 24 hours. The vulcanization step was carried out in a hot press at 160 DEG C under a pressure of 160 kgf / cm < 2 > or more for 10 minutes to prepare a 2 mm thick sheet for measuring properties.
제조한 시편에 대한 물성을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다. 여기서, 인장특성은 ASTM D412 방법, 마모성은 DIN 방법 및 습윤정지 특성은 히스테리시스(tan δ) 방법에 의거하여 판단하였다.The physical properties of the prepared specimens were measured and are shown in Table 4 below. Here, the tensile properties were determined according to the ASTM D412 method, the abrasion resistance to the DIN method, and the wet stop characteristics to the hysteresis (tan delta) method.
사
용
성
분
(g)
four
for
castle
minute
(g)
중
합
체ball
medium
synthesis
sieve
인장
강도
Seal
burglar
물성dynamic
Properties
상기 표 3과 표 4에 의하면, 본 발명의 공중합체에 실리카를 배합한 복합재는 타이어 트레드 소재로 사용되어 가공성, 인장특성, 동적물성 및 내마모특성이 모두 우수함을 알 수 있다. 특히, 습윤정지능력 (tan δ, 0℃)과 회전저항특성 (tan δ, 70℃)에서 탁월한 결과를 얻었다.According to Tables 3 and 4, it can be seen that the composite material in which the copolymer of the present invention is blended with silica is used as a tire tread material to have excellent processability, tensile properties, dynamic properties and abrasion resistance. In particular, excellent results were obtained at the wet stop capability (tan δ, 0 ° C) and the rotational resistance characteristics (tan δ, 70 ° C).
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명이 특징으로 하는 상기 화학식 1로 표시되는 스티렌-부타디엔 공중합체는 친수성 티오 에테르기에 의해 말단변성된 공중합체로 유화중합과정 중에 안정된 에멀젼이 형성되어 고수율로 고분자 합성이 가능하다.As described above, the styrene-butadiene copolymer represented by the formula (1) of the present invention is a copolymer end-modified with a hydrophilic thioether group, and a stable emulsion is formed during the emulsion polymerization, It is possible.
또한, 본 발명의 공중합체는 실리카 무기재와의 친화성이 우수하여 실리카 복합재로 제조되어서는 각종 고무소재를 대체하여 사용되어 고무 본연의 우수한 물성을 유지하면서도 습윤정지능력, 회전저항특성 등의 동적물성을 크게 향상시킨다.In addition, the copolymer of the present invention is excellent in affinity with silica inorganic material, and can be used as a substitute for various rubber materials manufactured from a silica composite material, and can be used as a rubber material having dynamic properties such as wet stopping ability, Greatly improves the physical properties.
따라서, 본 발명은 타이어, 신발창, 고무 호스, 고무 벨트 등의 고무 제품 제조분야에서 고무재료로서 유용하게 사용될 수 있다.Therefore, the present invention can be usefully used as a rubber material in the field of manufacturing rubber products such as tires, sole shoes, rubber hoses, rubber belts and the like.
도 1은 실시예 1에서 얻은 스티렌-부타디엔-11-메르캅토운데카노익산 공중합체의 IR 데이터이다.1 is IR data of the styrene-butadiene-11-mercaptoundecanoic acid copolymer obtained in Example 1. Fig.
도 2는 실시예 2에서 얻은 스티렌-부타디엔-8-메르캅토에틸알코올 공중합체의 1H-NMR 데이터이다.2 is 1 H-NMR data of the styrene-butadiene-8-mercaptoethyl alcohol copolymer obtained in Example 2. Fig.
도 3은 실시예 3에서 얻은 스티렌-부타디엔-3-메르캅토아이소부티릭산 공중합체의 1H-NMR 데이터이다.3 is 1 H-NMR data of the styrene-butadiene-3-mercaptoisobutyric acid copolymer obtained in Example 3. Fig.
도 4는 실시예 4에서 얻은 스티렌-부타디엔-4,4-디씨오디부티릭산 공중합체의 IR 데이터이다.4 is IR data of the styrene-butadiene-4,4-dicyclohexylmethane copolymer obtained in Example 4. Fig.
도 5는 실시예 5에서 얻은 스티렌-부타디엔-메틸3-메르캅토프로피오네이트 공중합체의 IR 데이터이다.5 is IR data of the styrene-butadiene-methyl 3-mercaptopropionate copolymer obtained in Example 5. Fig.
도 6는 실시예 6에서 얻은 스티렌-부타디엔-2-메르캅토에틸알코올 공중합체의 IR 데이터이다.6 is IR data of the styrene-butadiene-2-mercaptoethyl alcohol copolymer obtained in Example 6. Fig.
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