KR102427613B1 - Polypropylene resin composition for 3D printer having isotropic shrinkage and high impact properties, manufacturing method of the same, and molded articles manufactured thereby - Google Patents

Polypropylene resin composition for 3D printer having isotropic shrinkage and high impact properties, manufacturing method of the same, and molded articles manufactured thereby Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a polypropylene resin composition for a 3D printer having isodirectional contractibility and high impact properties, a manufacturing method thereof, and a molded product manufactured thereby. More specifically, a polypropylene resin is manufactured by mixing a polypropylene homopolymer with an ethylene-propylene block copolymer, a nucleating agent having beta crystals, a neutralizing agent, and an antioxidant as essential components. Accordingly, mechanical properties, such as isodirectional contractility and high impact, are excellent. Therefore, stackability during 3D printing is improved and excellent shape stability can be obtained after molding. In addition, according to the polypropylene resin composition for a 3D printer of the present invention, since no expensive catalysts or fillers are included, manufacturing costs can be reduced, and also a polypropylene molded product with low specific gravity can be manufactured.

Description

등방향 수축성 및 고충격성을 갖는 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이에 의해 제조된 성형품{Polypropylene resin composition for 3D printer having isotropic shrinkage and high impact properties, manufacturing method of the same, and molded articles manufactured thereby}Polypropylene resin composition for 3D printer having isotropic shrinkage and high impact properties, manufacturing method of the same, and molded articles manufactured thereby thereby}

본 발명은 등방향 수축성 및 고충격성을 갖는 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이에 의해 제조된 성형품에 관한 것이다.The present invention relates to a polypropylene resin composition for a 3D printer having isodirectional shrinkage and high impact properties, a method for manufacturing the same, and a molded article manufactured by the same.

3D 프린터는 현재 다양한 산업군에서 그 활용도가 높아지고 있는 추세이다. 그동안 주로 제품 개발 전 모델의 사전 검토 정도로 활용되었으나, 최근에는 의료용, 신발, 건축 등 일부 분야에서는 성형 후 실제 제품으로 적용되고 있으며 그 분야가 점차 확산되고 있다.The use of 3D printers is increasing in various industries. In the meantime, it has been mainly used as a preliminary review of the model before product development, but recently, it is applied to actual products after molding in some fields such as medical, footwear, and architecture, and the field is gradually spreading.

현재까지 개발된 3D의 프린터는 원재료와 적층 방식에 따라서 다양한 형태가 있으며, 이 중에서 열가소성 플라스틱 소재를 필라멘트 형태로 제조하여 적용하는 FDM(Fused Deposition Method) 방식은 저렴한 제조원가와 빠른 프린팅 속도에서 유리한 장점을 보유하고 있다.There are various types of 3D printers developed so far depending on the raw material and the lamination method. Among them, the FDM (Fused Deposition Method) method, which manufactures and applies a thermoplastic material in the form of a filament, has advantages in terms of low manufacturing cost and fast printing speed. holds

현재 FDM 방식의 3D 프린터용 상용 소재는 폴리락트산(polylactic acid, PLA), ABS(acrylonitrile butadiene styrene), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 등이 주로 활용되고 있는데, 그 이유는 적층 가공 시 적절한 고화 속도와 제품 제조 전/후의 낮은 수축율로 인해 변형이 덜 발생되어 치수 및 형태 안정성이 좋기 때문이다. 그러나 소재 비용이 비싸고 비중이 커서 결과물을 대량으로 생산하거나 경량성 제품을 생산하는데 한계가 있었다. Currently, commercial materials for FDM-type 3D printers are polylactic acid (PLA), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), and polycarbonate (PC). This is because less deformation occurs due to low shrinkage before/after manufacturing the product, resulting in good dimensional and shape stability. However, the material cost is high and the specific gravity is large, so there is a limit to mass production or light weight products.

따라서 이를 대체하기 위해 저렴하고 비중이 작은 폴리프로필렌을 활용하는 방안이 연구가 되고 있다. 다만 폴리프로필렌은 높은 결정화도와 빠른 고화 속도를 가지고 있어서 3D 프린터 제조 시 적층 성능이 떨어지며, 성형 후에도 변형이 발생되어 제품의 형태 안정성을 확보하기 어렵다. Therefore, research is being conducted on a method of using inexpensive and low specific gravity polypropylene to replace it. However, polypropylene has a high degree of crystallinity and a fast solidification rate, so the lamination performance is poor during 3D printer manufacturing, and deformation occurs even after molding, making it difficult to secure the shape stability of the product.

이러한 문제를 해결하기 위해서 현재까지 개발된 폴리프로필렌 계열의 3D 프린터용 필라멘트는 탈크(Talc), 탄산칼슘(Calcium Carbonate), 유리솜(Glass Wool), 탄소섬유(Carbon Fiber) 등의 필러를 첨가하는 방법과 폴리프로필렌 중합 시 특수한 촉매를 적용하여 결정화도를 낮추는 연구 등이 활발하게 진행되고 있다. To solve this problem, the polypropylene-based 3D printer filament developed so far is a method of adding fillers such as talc, calcium carbonate, glass wool, and carbon fiber. Research on reducing the degree of crystallinity by applying a special catalyst to the polymerization of polypropylene and polypropylene is being actively conducted.

그러나 필러를 첨가하여 3D 프린터로 제품화하였을 경우 폴리프로필렌의 장점인 낮은 비중(1.0 이하)을 구현하기가 어려우며, 필러의 함량이 높을 경우 균일한 직경을 갖는 필라멘트의 제조가 어렵고, 3D 프린팅 시 노즐이 막히는 문제가 있었다. 또한 3D 프린팅이 가능한 수준의 폴리프로필렌 제조를 위해 중합 시 활용되는 촉매는 주로 메탈로센 계열의 고가 촉매를 적용하기 때문에 최종 제품의 제조 원가 상승이 발생하는 문제가 있었다. However, when the filler is added and commercialized as a 3D printer, it is difficult to realize the low specific gravity (less than 1.0), which is the advantage of polypropylene, and when the filler content is high, it is difficult to manufacture a filament having a uniform diameter, and the nozzle during 3D printing is difficult. There was a clogging problem. In addition, there is a problem in that the manufacturing cost of the final product is increased because the catalyst used during polymerization is mainly applied to the high-priced metallocene-based catalyst for the production of polypropylene capable of 3D printing.

종래 한국등록특허 제10-1617099호에는 어택틱 폴리프로필렌을 이용한 3D 프린터용 필라멘트를 제시하고 있으나, 어택틱 폴리프로필렌의 특성상 물리적 성질이 부족한 단점이 있다. Conventional Korean Patent Registration No. 10-1617099 discloses a filament for a 3D printer using atactic polypropylene, but has a disadvantage in that it lacks physical properties due to the characteristic of atactic polypropylene.

한국등록특허 제10-1617099호Korean Patent No. 10-1617099

상기와 같은 문제 해결을 위하여, 본 발명은 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a polypropylene resin composition for a 3D printer.

또한 본 발명은 상기 폴리프로필렌 수지 조성물로 제조된 성형품을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a molded article prepared from the polypropylene resin composition.

또한 본 발명은 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a method for producing a polypropylene resin composition for a 3D printer.

본 발명은 폴리프로필렌 단독중합체 및 에틸렌-프로필렌 블록공중합체를 포함하는 혼합물 100 중량부에 베타 핵제 0.1 내지 0.4 중량부; 중화제 0.001 내지 0.2 중량부; 및 산화방지제 0.1 내지 0.3 중량부;를 포함하는 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물에 있어서, 상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 종방향(Machine direction, MD) 선팽창계수가 113 내지 119 ℃-1이고, 횡방향(Transverse direction, TD) 선팽창계수가 111 내지 117 ℃-1이며, 상기 종방향/횡방향의 선팽창계수비가 0.95 내지 1.05인 것인 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다.The present invention includes 0.1 to 0.4 parts by weight of a beta nucleating agent in 100 parts by weight of a mixture comprising a polypropylene homopolymer and an ethylene-propylene block copolymer; 0.001 to 0.2 parts by weight of a neutralizing agent; and 0.1 to 0.3 parts by weight of an antioxidant. In the polypropylene resin composition for a 3D printer, the polypropylene resin composition has a linear expansion coefficient of 113 to 119 ° C. -1 in the longitudinal direction (Machine direction, MD), Transverse direction, TD) It provides a polypropylene resin composition for a 3D printer that has a coefficient of linear expansion of 111 to 117 °C -1 , and a ratio of the coefficient of linear expansion in the longitudinal/transverse direction of 0.95 to 1.05.

또한 본 발명은 상기 폴리프로필렌 수지 조성물로 제조된 성형품을 제공한다.The present invention also provides a molded article prepared from the polypropylene resin composition.

또한 본 발명은 (a) 아이소택틱 펜타드 분율이 97% 이상이고, 중량평균분자량이 150,000 내지 400,000 g/mol이며, 용융지수(Melt Index)가 30 내지 45 g/10min(230 ℃, 2.16 kg 하중)인 폴리프로필렌 단독중합체를 제조하는 단계; (b) 상기 폴리프로필렌 단독중합체에 에틸렌-프로필렌 블록공중합체를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 (c) 상기 혼합물에 베타 핵제, 중화제 및 산화방지제를 투입한 후 중합하여 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 종방향(Machine direction, MD) 선팽창계수가 113 내지 119 ℃-1이고, 횡방향(Transverse direction, TD) 선팽창계수가 111 내지 117 ℃-1이며, 상기 종방향/횡방향의 선팽창계수비가 0.95 내지 1.05인 것인 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides (a) an isotactic pentad fraction of 97% or more, a weight average molecular weight of 150,000 to 400,000 g/mol, and a melt index of 30 to 45 g/10min (230 ° C., 2.16 kg) load) of preparing a polypropylene homopolymer; (b) preparing a mixture by mixing an ethylene-propylene block copolymer with the polypropylene homopolymer; and (c) preparing a polypropylene resin composition by polymerization after adding a beta nucleating agent, a neutralizing agent, and an antioxidant to the mixture, wherein the polypropylene resin composition has a machine direction (MD) coefficient of linear expansion 113 to 119 ℃ -1 , the transverse direction (Transverse direction, TD) coefficient of linear expansion is 111 to 117 ℃ -1 , the longitudinal / transverse coefficient of linear expansion ratio is 0.95 to 1.05 polypropylene resin composition for a printer It provides a manufacturing method of

본 발명에 따른 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물은 폴리프로필렌 단독중합체에 에틸렌-프로필렌 블록공중합체, 베타(beta) 결정을 갖는 핵제, 중화제 및 산화방지제를 필수 성분으로 혼합함으로써 등방향성 수축성 및 고충격성의 기계적 물성이 우수하고, 이로 인하여 3D 프린팅 시 적층성이 향상되고, 성형 후 우수한 형태 안정성을 가질 수 있다.The polypropylene resin composition for a 3D printer according to the present invention is a polypropylene homopolymer with an ethylene-propylene block copolymer, a nucleating agent having beta crystals, a neutralizing agent, and an antioxidant as essential components, thereby providing isotropic shrinkage and high impact properties. It has excellent mechanical properties, and thus lamination property is improved during 3D printing, and can have excellent shape stability after molding.

또한 본 발명의 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물은 고가의 촉매 또는 필러류를 전혀 포함하지 않아 제조원가를 절감할 수 있고, 저비중의 폴리프로필렌 성형품 제조가 가능한 이점이 있다.In addition, the polypropylene resin composition for a 3D printer of the present invention does not contain expensive catalysts or fillers at all, so it is possible to reduce the manufacturing cost, and it is possible to manufacture a polypropylene molded article having a low specific gravity.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects. It should be understood that the effects of the present invention include all effects that can be inferred from the following description.

도 1은 본 발명의 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 3에서 제조된 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용하여 3D 프린팅 성능을 비교하기 위한 입체 도형 형상이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에서 제조된 폴리프로필렌 수지 조성물과 3D 프린터용 상용소재인 PLA 및 ABS를 이용하여 3D 프린팅 성능을 비교하기 위한 입체 도형 형상이다.
1 is a three-dimensional figure for comparing 3D printing performance using the polypropylene resin compositions prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 of the present invention.
2 is a three-dimensional figure for comparing 3D printing performance using the polypropylene resin composition prepared in Example 2 of the present invention and PLA and ABS, which are commercial materials for 3D printers.

이하에서는 본 발명을 하나의 실시예로 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of an embodiment.

본 발명은 등방향 수축성 및 고충격성을 갖는 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이에 의해 제조된 성형품에 관한 것이다.The present invention relates to a polypropylene resin composition for a 3D printer having isodirectional shrinkage and high impact properties, a method for manufacturing the same, and a molded article manufactured by the same.

본 발명에 따른 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물은 폴리프로필렌 단독중합체에 에틸렌-프로필렌 블록공중합체, 베타(beta) 결정을 갖는 핵제, 중화제 및 산화방지제를 필수 성분으로 혼합함으로써 등방향성 수축성 및 고충격성의 기계적 물성이 우수하고, 이로 인하여 3D 프린팅 시 적층성이 향상되고, 성형 후 우수한 형태 안정성을 가질 수 있다. 또한 본 발명의 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물은 고가의 촉매 또는 필러류를 전혀 포함하지 않아 제조원가를 절감할 수 있고, 저비중의 폴리프로필렌 성형품 제조가 가능한 이점이 있다.The polypropylene resin composition for a 3D printer according to the present invention is a polypropylene homopolymer with an ethylene-propylene block copolymer, a nucleating agent having beta crystals, a neutralizing agent, and an antioxidant as essential components, thereby providing isotropic shrinkage and high impact properties. It has excellent mechanical properties, and thus lamination property is improved during 3D printing, and can have excellent shape stability after molding. In addition, the polypropylene resin composition for a 3D printer of the present invention does not contain expensive catalysts or fillers at all, so it is possible to reduce the manufacturing cost, and it is possible to manufacture a polypropylene molded article having a low specific gravity.

구체적으로 본 발명은 폴리프로필렌 단독중합체 및 에틸렌-프로필렌 블록공중합체를 포함하는 혼합물 100 중량부에 베타 핵제 0.1 내지 0.4 중량부; 중화제 0.001 내지 0.2 중량부; 및 산화방지제 0.1 내지 0.3 중량부;를 포함하는 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물에 있어서, 상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 종방향(Machine direction, MD) 선팽창계수가 113 내지 119 ℃-1이고, 횡방향(Transverse direction, TD) 선팽창계수가 111 내지 117 ℃-1이며, 상기 종방향/횡방향의 선팽창계수비가 0.95 내지 1.05인 것인 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물을 제공한다. Specifically, the present invention includes 0.1 to 0.4 parts by weight of a beta nucleating agent in 100 parts by weight of a mixture comprising a polypropylene homopolymer and an ethylene-propylene block copolymer; 0.001 to 0.2 parts by weight of a neutralizing agent; and 0.1 to 0.3 parts by weight of an antioxidant. In the polypropylene resin composition for a 3D printer, the polypropylene resin composition has a linear expansion coefficient of 113 to 119 ° C. -1 in the longitudinal direction (Machine direction, MD), Transverse direction, TD) It provides a polypropylene resin composition for a 3D printer that has a coefficient of linear expansion of 111 to 117 °C -1 , and a ratio of the coefficient of linear expansion in the longitudinal/transverse direction of 0.95 to 1.05.

상기 폴리프로필렌 수지 조성물이 충분한 기계적 물성을 가지기 위해 상기 폴리프로필렌 단독중합체는 고결정성일 수 있고, 바람직하게는 아이소택틱 펜타드 분율이 97% 이상일 수 있다. 이때, 상기 아이소택틱 펜타드 분율이 97% 미만이면 강성이 불충분하고, 굴곡강도 등의 다른 기계적 물성이 낮아 바람직하지 않을 수 있다. 또한 중합된 폴리프로필렌 수지 조성물의 높은 점도로 인해 공정 장비에 달라붙거나 뭉침 현상이 발생할 수 있다.In order for the polypropylene resin composition to have sufficient mechanical properties, the polypropylene homopolymer may have high crystallinity, and preferably, the isotactic pentad fraction may be 97% or more. In this case, if the isotactic pentad fraction is less than 97%, rigidity may be insufficient and other mechanical properties such as flexural strength may be low, which may be undesirable. In addition, due to the high viscosity of the polymerized polypropylene resin composition, it may stick to the process equipment or cause agglomeration.

상기 폴리프로필렌 단독중합체는 중량평균분자량이 150,000 내지 400,000 g/mol, 바람직하게는 190,000 내지 310,000 g/mol, 가장 바람직하게는 210,000 내지 270,000 g/mol일 수 있다. 이때 상기 중량평균분자량 범위를 만족하지 못하는 경우 상기 폴리프로필렌 단독중합체에 에틸렌-프로필렌 블록공중합체가 제대로 중합되지 못하거나, 균일하게 분산되지 않아 충격강도가 저하될 수 있다.The polypropylene homopolymer may have a weight average molecular weight of 150,000 to 400,000 g/mol, preferably 190,000 to 310,000 g/mol, and most preferably 210,000 to 270,000 g/mol. In this case, if the weight average molecular weight range is not satisfied, the ethylene-propylene block copolymer may not be properly polymerized in the polypropylene homopolymer or may not be uniformly dispersed, so that the impact strength may be reduced.

상기 폴리프로필렌 단독중합체의 용융지수(Melt Index)는 중합 시 투입되는 프로필렌 단량체 및 수소의 비율을 조절함으로써 조절될 수 있는데, 바람직하게는 30 내지 45 g/10min(230 ℃, 2.16 kg 하중), 더욱 바람직하게는 33 내지 41 g/10min, 가장 바람직하게는 35 내지 38 g/10min일 수 있다. Melt Index of the polypropylene homopolymer can be adjusted by adjusting the ratio of propylene monomer and hydrogen input during polymerization, preferably 30 to 45 g/10min (230 ° C., 2.16 kg load), more Preferably it may be 33 to 41 g/10min, and most preferably 35 to 38 g/10min.

상기 에틸렌-프로필렌 블록공중합체는 에틸렌/에틸렌-프로필렌 블록공중합체의 몰비가 0.3 내지 0.5, 바람직하게는 0.35 내지 0.43, 가장 바람직하게는 0.37 내지 0.39일 수 있다. 이때, 상기 에틸렌/에틸렌-프로필렌 블록공중합체의 몰비는 그 비율이 작아질수록 프로필렌의 함량이 상대적으로 증가함에 따라 상기 폴리프로필렌 단독중합체와 에틸렌-프로필렌 블록공중합체 간의 계면 장력이 약해져 에틸렌-프로필렌 블록공중합체의 분산성이 향상될 수 있고, 반대로 상기 몰비 비율이 커질수록 상기 에틸렌-프로필렌 블록공중합체의 함량이 증가되어 충격강도가 향상될 수 있다. 다만, 상기 몰비가 0.3 미만이면 에틸렌-프로필렌 랜덤공중합체가 중합되어 우수한 충격강도 향상 효과를 기대할 수 없고, 반대로 0.5 초과이면 에틸렌의 반응성이 상대적으로 더 좋아서 에틸렌 위주의 공중합체가 중합되어 불균일한 분포를 나타낼 수 있다. The ethylene-propylene block copolymer may have a molar ratio of ethylene/ethylene-propylene block copolymer of 0.3 to 0.5, preferably 0.35 to 0.43, and most preferably 0.37 to 0.39. At this time, as the molar ratio of the ethylene/ethylene-propylene block copolymer decreases, the interfacial tension between the polypropylene homopolymer and the ethylene-propylene block copolymer is weakened as the propylene content is relatively increased, and the ethylene-propylene block The dispersibility of the copolymer may be improved, and, conversely, as the molar ratio increases, the content of the ethylene-propylene block copolymer may increase to improve impact strength. However, if the molar ratio is less than 0.3, the ethylene-propylene random copolymer is polymerized and an excellent impact strength improvement effect cannot be expected. can represent

상기 혼합물은 폴리프로필렌 단독중합체 72 내지 84 중량% 및 에틸렌-프로필렌 블록공중합체 16 내지 28 중량%를 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 혼합물은 폴리프로필렌 단독중합체 75 내지 81 중량% 및 에틸렌-프로필렌 블록공중합체 19 내지 25 중량%를 포함할 수 있다. 특히, 상기 에틸렌-프로필렌 블록공중합체의 함량이 16 중량% 미만이면, 상기 폴리프로필렌 단독중합체와 비슷한 구조가 되어 충분한 충격강도를 확보하기 어려울 수 있고, 반대로 28 중량% 초과이면 강성이 저하되고 중합된 폴리프로필렌 수지 조성물이 반응기에 달라붙어 원활한 반응이 어려운 문제가 있다.The mixture may include 72 to 84% by weight of a polypropylene homopolymer and 16 to 28% by weight of an ethylene-propylene block copolymer. Preferably, the mixture may include 75 to 81 wt% of a polypropylene homopolymer and 19 to 25 wt% of an ethylene-propylene block copolymer. In particular, if the content of the ethylene-propylene block copolymer is less than 16% by weight, it may have a structure similar to that of the polypropylene homopolymer and it may be difficult to secure sufficient impact strength. Since the polypropylene resin composition sticks to the reactor, there is a problem that a smooth reaction is difficult.

상기 베타 핵제는 베타 결정을 갖는 핵제로 알파 결정을 갖는 핵제에 비해 강도가 높고 스트레스에 강한 이점이 있다. 상기 베타 핵제는 유기 또는 무기 핵제일 수 있다. 바람직하게는 상기 유기 핵제는 카르복실산의 알루미늄염, 퀴나크리돈 퀴논(Quinacridone quinone), 칼슘 스테아레이트 및 나트륨 벤조에이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있고, 상기 무기 핵제는 탈크, 디벤질리덴소르비톨 및 치환 디벤질리덴소르비톨로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. The beta nucleating agent is a nucleating agent having beta crystals, and has an advantage of high strength and strong resistance to stress compared to a nucleating agent having alpha crystals. The beta nucleating agent may be an organic or inorganic nucleating agent. Preferably, the organic nucleating agent may be at least one selected from the group consisting of an aluminum salt of carboxylic acid, quinacridone quinone, calcium stearate and sodium benzoate, and the inorganic nucleating agent is talc, dibenzylidene It may be at least one selected from the group consisting of sorbitol and substituted dibenzylidene sorbitol.

더욱 바람직하게는 상기 베타 핵제는 유기 핵제인 나트륨 벤조에이트, 퀴나크리돈 퀴논 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 가장 바람직하게는 나트륨 벤조에이트 및 퀴나크리돈 퀴논이 2.6: 7.4 중량비로 혼합된 혼합물일 수 있다. 상기 베타 핵제로 상기 혼합물을 사용할 경우 기계적 물성을 향상시킬 수 있으며, 동시에 MD 및 TD 방향에 따른 수축율이 동일하도록 조절하여 우수한 형태 안정성을 부여하는 이점이 있다. More preferably, the beta nucleating agent may be an organic nucleating agent sodium benzoate, quinacridone quinone, or a mixture thereof, and most preferably a mixture of sodium benzoate and quinacridone quinone in a weight ratio of 2.6: 7.4. have. When the mixture is used as the beta nucleating agent, mechanical properties can be improved, and at the same time, there is an advantage of providing excellent morphological stability by controlling the shrinkage ratio along the MD and TD directions to be the same.

상기 베타 핵제는 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 0.4 중량부, 바람직하게는 0.15 내지 0.30 중량부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 베타 핵제의 함량이 0.1 중량부 미만이면 충격강도가 저하되고, MD 및 TD 방향에 따른 수축율 편차가 커져 형태 안정성이 떨어지는 문제가 있다. 반대로 0.4 중량부 초과이면 폴리프로필렌 수지 조성물의 결정성 및 점도가 지나치게 증가되어 흐름성 및 성형성이 저하될 수 있다.The beta nucleating agent may include 0.1 to 0.4 parts by weight, preferably 0.15 to 0.30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the mixture. At this time, if the content of the beta nucleating agent is less than 0.1 parts by weight, the impact strength is lowered, the shrinkage deviation along the MD and TD directions is large, there is a problem that the shape stability is deteriorated. Conversely, if it exceeds 0.4 parts by weight, the crystallinity and viscosity of the polypropylene resin composition may be excessively increased, and flowability and moldability may be deteriorated.

상기 중화제는 칼슘 스테아레이트, 산화아연 및 하이드로탈사이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The neutralizing agent may be at least one selected from the group consisting of calcium stearate, zinc oxide and hydrotalcite.

상기 중화제는 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 0.001 내지 0.03 중량부, 바람직하게는 0.005 내지 0.015 중량부를 포함할 수 있다.The neutralizing agent may include 0.001 to 0.03 parts by weight, preferably 0.005 to 0.015 parts by weight, based on 100 parts by weight of the mixture.

상기 산화방지제는 페놀계, 인계 및 티오디프로피오네이트계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 페놀계 산화방지제는 페틸포스파이트, 세미힌더드페놀 또는 이들의 혼합물일 수 있다.The antioxidant may be at least one selected from the group consisting of phenol-based, phosphorus-based and thiodipropionate-based antioxidants. The phenolic antioxidant may be ethyl phosphite, semi-hindered phenol, or a mixture thereof.

상기 산화방지제는 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 0.05 내지 0.30 중량부, 바람직하게는 0.05 내지 0.25 중량부를 포함할 수 있다.The antioxidant may be included in an amount of 0.05 to 0.30 parts by weight, preferably 0.05 to 0.25 parts by weight, based on 100 parts by weight of the mixture.

상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 중량평균분자량이 190,000 내지 350,000 g/mol, 바람직하게는 210,000 내지 330,000 g/mol, 가장 바람직하게는 230,000 내지 300,000 g/mol일 수 있다. 이때, 상기 중량평균분자량이 190,000 g/mol 미만이면 충분한 유동성을 확보하기 어려울 수 있고, 반대로 350,000 g/mol 초과이면 충격강도 및 성형성이 저하될 수 있다.The polypropylene resin composition may have a weight average molecular weight of 190,000 to 350,000 g/mol, preferably 210,000 to 330,000 g/mol, and most preferably 230,000 to 300,000 g/mol. In this case, if the weight average molecular weight is less than 190,000 g/mol, it may be difficult to secure sufficient fluidity, and if it exceeds 350,000 g/mol, impact strength and moldability may be reduced.

상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 분자량분포도(Mw/Mn)가 3.0 내지 7.0, 바람직하게는 3.3 내지 5.0, 더욱 바람직하게는 3.8 내지 4.9, 가장 바람직하게는 4.6 내지 4.8일 수 있다. 이때, 상기 분자량분포도가 3.0 미만이면 충분한 강성 및 유동성을 확보하는 것이 어렵고, 반대로 7.0 초과이면 충격강도가 저하될 수 있다.The polypropylene resin composition may have a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 3.0 to 7.0, preferably 3.3 to 5.0, more preferably 3.8 to 4.9, and most preferably 4.6 to 4.8. At this time, if the molecular weight distribution is less than 3.0, it is difficult to secure sufficient rigidity and fluidity, and conversely, if it exceeds 7.0, impact strength may be reduced.

상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 용융지수가 30 내지 46 g/10 min(230 ℃, 2.16 kg 하중), 바람직하게는 34 내지 42 g/10 min, 더욱 바람직하게는 36 내지 41 g/10 min, 가장 바람직하게는 38 내지 40 g/10 min일 수 있다. The polypropylene resin composition has a melt index of 30 to 46 g/10 min (230° C., 2.16 kg load), preferably 34 to 42 g/10 min, more preferably 36 to 41 g/10 min, most preferably It may be 38 to 40 g/10 min.

상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 ASTM D638에 의거한 인장강도가 17 내지 20 MPa이고, ASTM D790에 의거한 굴곡강도가 800 내지 900 MPa이며, ASTM D256에 의거한 Izod 충격강도가 123 내지 130 J/m일 수 있다.The polypropylene resin composition has a tensile strength of 17 to 20 MPa according to ASTM D638, a flexural strength of 800 to 900 MPa according to ASTM D790, and an Izod impact strength of 123 to 130 J/m according to ASTM D256. can

상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 고가의 촉매 및 필러류를 전혀 포함하지 않아 폴리프로필렌 소재의 강점인 저비중 및 저비용 효과를 발휘할 수 있다. 또한 에틸렌-프로필렌 블록공중합체를 포함하지 않는 폴리프로필렌 수지 조성물에 비해 고충격성을 가지며, 종방향 및 횡방향에 따른 수축율이 일정하여 등방향성 수축성으로 3D 프린터용 필라멘트 제품으로 활용 가능한 이점이 있다.Since the polypropylene resin composition does not contain any expensive catalysts and fillers, it can exhibit low specific gravity and low cost, which are the strengths of polypropylene materials. In addition, it has a high impact property compared to a polypropylene resin composition that does not include an ethylene-propylene block copolymer, and has a constant shrinkage in the longitudinal and transverse directions, so it can be used as a filament product for a 3D printer with isodirectional shrinkage.

바람직하게는 상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 종방향(Machine direction, MD) 선팽창계수가 113 내지 119 ℃-1이고, 횡방향(Transverse direction, TD) 선팽창계수가 111 내지 117 ℃-1이며, 상기 종방향/횡방향의 선팽창계수비가 0.95 내지 1.05일 수 있다. 가장 바람직하게는 종방향 선팽창계수가 115 내지 116 ℃-1이고, 횡방향 선팽창계수가 113 내지 114 ℃-1이며, 상기 종방향/횡방향의 선팽창계수비가 0.98 내지 1.02일 수 있다. 특히 상기 선팽창계수비가 0.95 미만이거나, 반대로 1.05 초과인 경우 3D 프린팅 시 적층 형성 후 등방향 수축성이 떨어져 불균일한 수축에 의해 변형이 발생하고, 형태 안정성이 현저하게 저하될 수 있다.Preferably, the polypropylene resin composition has a machine direction (MD) coefficient of linear expansion of 113 to 119 °C -1 , and a transverse direction (TD) coefficient of linear expansion of 111 to 117 °C -1 , and the longitudinal direction / The coefficient of linear expansion in the transverse direction may be 0.95 to 1.05. Most preferably, the coefficient of linear expansion in the longitudinal direction is 115 to 116 °C -1 , the coefficient of linear expansion in the transverse direction is 113 to 114 °C -1 , and the longitudinal/transverse coefficient of linear expansion ratio may be 0.98 to 1.02. In particular, when the coefficient of linear expansion ratio is less than 0.95, or, conversely, when it exceeds 1.05, the isodirectional shrinkage is deteriorated after lamination in 3D printing, and deformation occurs due to non-uniform shrinkage, and shape stability may be significantly reduced.

특히, 하기 실시예 또는 비교예 등에는 명시적으로 기재하지는 않았지만, 본 발명에 따른 폴리프로필렌 수지 조성물은 하기 5가지 조건들을 달리하여 폴리프로필렌 수지 필름을 제조한 후 통상의 방법에 의해 5 내지 230 ℃의 온도 범위에서 열적특성, 기계적 물성, 성형성, 형태안정성 등을 평가하였다.In particular, although not explicitly described in the following Examples or Comparative Examples, the polypropylene resin composition according to the present invention is prepared at 5 to 230 ° C. Thermal properties, mechanical properties, formability, and shape stability were evaluated in the temperature range of

그 결과, 다른 조건 및 다른 수치 범위에서와는 달리, 아래 조건을 모두 만족하였을 때 필러류 및 촉매 없이도 5 내지 230 ℃의 온도범위에서 형태안정성이 매우 우수하였고, 열적특성, 기계적 물성, 성형성도 고르게 우수한 수치를 보이는 것을 확인하였다. As a result, unlike other conditions and other numerical ranges, when all of the following conditions were satisfied, shape stability was very excellent in a temperature range of 5 to 230 ° C. without fillers and catalysts, and thermal properties, mechanical properties, and moldability were equally excellent was confirmed to be visible.

① 상기 폴리프로필렌 단독중합체는 아이소택틱 펜타드 분율이 97% 이상이고, 중량평균분자량이 210,000 내지 270,000 g/mol이며, 용융지수(Melt Index)가 35 내지 38 g/10min(230 ℃, 2.16 kg 하중)이고, ② 상기 에틸렌-프로필렌 블록공중합체는 에틸렌/에틸렌-프로필렌 블록공중합체의 몰비가 0.37 내지 0.39이고, ③ 상기 혼합물은 폴리프로필렌 단독중합체 75 내지 81 중량% 및 에틸렌-프로필렌 블록공중합체 19 내지 25 중량%를 포함하고, ④ 상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 중량평균분자량이 230,000 내지 300,000 g/mol이고, 분자량분포도(Mw/Mn)가 4.6 내지 4.8이며, 용융지수가 38 내지 40 g/10 min(230 ℃, 2.16 kg 하중)이고, ⑤ 상기 종방향 선팽창계수가 115 내지 116 ℃-1이고, 상기 횡방향 선팽창계수가 113 내지 114 ℃-1이며, 상기 종방향/횡방향의 선팽창계수비가 0.98 내지 1.02일 수 있다.① The polypropylene homopolymer has an isotactic pentad fraction of 97% or more, a weight average molecular weight of 210,000 to 270,000 g/mol, and a melt index of 35 to 38 g/10min (230 ° C., 2.16 kg). load), ② the ethylene-propylene block copolymer has a molar ratio of ethylene/ethylene-propylene block copolymer of 0.37 to 0.39, and ③ the mixture contains 75 to 81 wt% of a polypropylene homopolymer and an ethylene-propylene block copolymer 19 to 25% by weight, ④ the polypropylene resin composition has a weight average molecular weight of 230,000 to 300,000 g/mol, a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 4.6 to 4.8, and a melt index of 38 to 40 g/10 min (230 ° C, 2.16 kg load), ⑤ the longitudinal coefficient of linear expansion is 115 to 116 ° C -1 , the transverse coefficient of linear expansion is 113 to 114 ° C -1 , and the longitudinal/transverse coefficient of linear expansion ratio is 0.98 to 1.02.

다만, 상기 5가지 조건 중 어느 하나라도 충족되지 않는 경우에는 70 ℃ 이상의 온도에서 내열성 및 치수 안정성이 급격하게 저하되어 성형품에 변형이 발생하였고, 폴리프로필렌 수지의 점도가 높아져 성형성이 좋지 않았다.However, when any one of the above five conditions was not satisfied, heat resistance and dimensional stability were rapidly reduced at a temperature of 70 ° C. or higher, and deformation occurred in the molded article, and the viscosity of the polypropylene resin increased, resulting in poor moldability.

한편, 본 발명은 상기 폴리프로필렌 수지 조성물로 제조된 성형품을 제공한다.On the other hand, the present invention provides a molded article prepared from the polypropylene resin composition.

또한, 본 발명은 (a) 아이소택틱 펜타드 분율이 97% 이상이고, 중량평균분자량이 150,000 내지 400,000 g/mol이며, 용융지수(Melt Index)가 30 내지 45 g/10min(230 ℃, 2.16 kg 하중)인 폴리프로필렌 단독중합체를 제조하는 단계; (b) 상기 폴리프로필렌 단독중합체에 에틸렌-프로필렌 블록공중합체를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및 (c) 상기 혼합물에 베타 핵제, 중화제 및 산화방지제를 투입한 후 중합하여 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하는 단계;를 포함하고, 상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 종방향(Machine direction, MD) 선팽창계수가 113 내지 119 ℃-1이고, 횡방향(Transverse direction, TD) 선팽창계수가 111 내지 117 ℃-1이며, 상기 종방향/횡방향의 선팽창계수비가 0.95 내지 1.05인 것인 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides (a) an isotactic pentad fraction of 97% or more, a weight average molecular weight of 150,000 to 400,000 g/mol, and a melt index of 30 to 45 g/10min (230 ° C., 2.16) kg load) of polypropylene homopolymer; (b) preparing a mixture by mixing an ethylene-propylene block copolymer with the polypropylene homopolymer; and (c) preparing a polypropylene resin composition by polymerization after adding a beta nucleating agent, a neutralizing agent, and an antioxidant to the mixture, wherein the polypropylene resin composition has a machine direction (MD) coefficient of linear expansion 113 to 119 ℃ -1 , the transverse direction (Transverse direction, TD) coefficient of linear expansion is 111 to 117 ℃ -1 , the longitudinal / transverse coefficient of linear expansion ratio is 0.95 to 1.05 polypropylene resin composition for a printer It provides a manufacturing method of

상기 폴리프로필렌 단독중합체를 제조하는 단계는 용매 없이 제조할 수 있으나, 용매를 사용할 경우 탄화수소 용매를 사용하여 제조할 수 있다. 상기 탄화수소 용매는 펜탄, 헵탄, 헥산, 옥탄, 데칸, 도데칸, 톨루엔, 벤젠 및 시클로헥산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 사용할 수 있다.The step of preparing the polypropylene homopolymer may be prepared without a solvent, but when a solvent is used, it may be prepared using a hydrocarbon solvent. The hydrocarbon solvent may be one or more selected from the group consisting of pentane, heptane, hexane, octane, decane, dodecane, toluene, benzene and cyclohexane.

바람직하게는 상기 폴리프로필렌 단독중합체를 제조하는 단계는 프로필렌 단량체에 고체 착물 티타늄 촉매, 유기 알루미늄 공촉매, 외부 전자공여체 및 수소를 투입한 후 중합하여 폴리프로필렌 단독중합체를 제조할 수 있다. Preferably, in the step of preparing the polypropylene homopolymer, a solid complex titanium catalyst, an organic aluminum cocatalyst, an external electron donor and hydrogen are added to the propylene monomer and then polymerized to prepare a polypropylene homopolymer.

상기 고체 착물 티타늄 촉매는 MgCl2 담체에 TiCl3 또는 TiCl4를 담지시켜 생성된 화합물을 사용할 수 있다. 상기 유기 알루미늄 공촉매는 트리에틸알루미늄, 디에틸클로로알루미늄, 트리부틸알루미늄, 트리스이소부틸알루미늄 및 트리옥틸알루미늄으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으나, 본 발명에서 특별히 제한하지 않는다. The solid complex titanium catalyst may use a compound produced by supporting TiCl 3 or TiCl 4 on a MgCl 2 carrier. The organoaluminum co-catalyst may be at least one selected from the group consisting of triethylaluminum, diethylchloroaluminum, tributylaluminum, trisisobutylaluminum and trioctylaluminum, but is not particularly limited in the present invention.

또한 상기 외부 전자공여체는 유기 실란 화합물로, 예를 들어 디페닐디메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐에틸디메톡시실란, 페닐메틸디메톡시실란, 메톡시트리메틸실란, 이소부틸트리메톡시실란, 디이소부틸디메톡시실란, 디이소프로필디메톡시실란, 디-t-부틸디메톡시실란, 디시클로펜틸디메톡시실란, 시클로헥실메틸디메톡시실란 및 디시클로헥실디메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으나, 본 발명에서 특별히 제한하지 않는다. In addition, the external electron donor is an organic silane compound, for example, diphenyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenylethyldimethoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, methoxytrimethylsilane, isobutyltrimethoxysilane, One selected from the group consisting of diisobutyldimethoxysilane, diisopropyldimethoxysilane, di-t-butyldimethoxysilane, dicyclopentyldimethoxysilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane and dicyclohexyldimethoxysilane may be above, but is not particularly limited in the present invention.

상기 폴리프로필렌 단독중합체를 제조하는 단계는 -10 내지 100 ℃의 온도 및 0.4 내지 5.0 MPa의 압력에서 0.4 내지 1.5 시간 동안 기상 중합반응을 수행할 수 있다. 상기 중합 온도는 -10 내지 100 ℃, 바람직하게는 30 내지 90 ℃, 가장 바람직하게는 60 내지 85 ℃일 수 있다. 특히, 상기 중합 온도가 -10 ℃ 미만이면 고체 착물 티타늄 촉매의 활성이 제대로 나타나지 않을 수 있고, 반대로 100 ℃ 초과이면 불균일한 입자가 과도하게 형성되어 바람직하지 않다. 상기 중합 압력은 0.4 내지 5.0 MPa, 바람직하게는 0.6 내지 4.0 MPa, 가장 바람직하게는 2.0 내지 3.8 MPa일 수 있다. 특히 상기 중합 압력이 5.0 MPa 초과이면 장비 투자 비용이 많이 들어 바람직하지 않다.In the step of preparing the polypropylene homopolymer, gas phase polymerization may be performed at a temperature of -10 to 100 °C and a pressure of 0.4 to 5.0 MPa for 0.4 to 1.5 hours. The polymerization temperature may be -10 to 100 °C, preferably 30 to 90 °C, most preferably 60 to 85 °C. In particular, if the polymerization temperature is less than -10 ℃, the activity of the solid complex titanium catalyst may not appear properly, and, conversely, if it exceeds 100 ℃, non-uniform particles are excessively formed, which is not preferable. The polymerization pressure may be 0.4 to 5.0 MPa, preferably 0.6 to 4.0 MPa, and most preferably 2.0 to 3.8 MPa. In particular, if the polymerization pressure exceeds 5.0 MPa, the equipment investment cost is high, which is not preferable.

상기 혼합물을 제조하는 단계에서 에틸렌-프로필렌 블록공중합체는 일련의 반응기에서 상기 폴리프로필렌 단독중합체를 중합한 후, 추가로 에틸렌과 프로필렌의 혼합가스를 도입하여 공중합시킴으로써 에틸렌-프로필렌 블록공중합체를 제조할 수 있다.In the step of preparing the mixture, the ethylene-propylene block copolymer is prepared by polymerizing the polypropylene homopolymer in a series of reactors and then copolymerizing by introducing a mixed gas of ethylene and propylene. can

상기 혼합물을 제조하는 단계는 -10 내지 90 ℃의 온도 및 0.3 내지 3.0 MPa의 압력에서 0.4 내지 1.0 시간 동안 중합반응을 수행할 수 있다. 상기 중합 온도는 -10 내지 90 ℃, 바람직하게는 30 내지 80 ℃, 가장 바람직하게는 40 내지 50 ℃에서 수행할 수 있다. 이때, 상기 온도가 -10 ℃ 미만이면 고체 착물 티타늄 촉매의 활성이 제대로 나타나지 않을 수 있고, 반대로 90 ℃ 초과이면 불균일한 입자가 과도하게 형성될 수 있다. In the step of preparing the mixture, polymerization may be performed at a temperature of -10 to 90 °C and a pressure of 0.3 to 3.0 MPa for 0.4 to 1.0 hours. The polymerization temperature may be -10 to 90 °C, preferably 30 to 80 °C, most preferably 40 to 50 °C. At this time, if the temperature is less than -10 ℃, the activity of the solid complex titanium catalyst may not appear properly, on the contrary, if it exceeds 90 ℃, non-uniform particles may be excessively formed.

또한 상기 중합 압력은 0.3 내지 3.0 MPa, 바람직하게는 0.4 내지 2.0 MPa, 가장 바람직하게는 0.5 내지 1.5 MPa일 수 있다. 상기 중합 압력이 0.3 MPa 미만이면 에틸렌-프로필렌 블록공중합체의 중합이 충분하게 이루어지지 않을 수 있고, 반대로 3.0 MPa 초과이면 장비 투자 비용이 많이 들기 때문에 바람직하지 않다.In addition, the polymerization pressure may be 0.3 to 3.0 MPa, preferably 0.4 to 2.0 MPa, and most preferably 0.5 to 1.5 MPa. If the polymerization pressure is less than 0.3 MPa, the polymerization of the ethylene-propylene block copolymer may not be sufficiently performed. Conversely, if the polymerization pressure is greater than 3.0 MPa, equipment investment cost is high.

이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited by the following examples.

실시예 1Example 1

10 ℃ 이하의 중합 반응기에 고체 착물 티타늄 촉매, 유기 알루미늄 공촉매, 외부 전자공여체 및 프로필렌 단량체와 수소를 차례로 주입한 후 승온하여 60~85 ℃, 2.0~3.8 MPa 하에서 0.5 시간 동안 기상 중합을 실시하여 폴리프로필렌 단독중합체를 제조하였고, 용융지수는 수소의 양으로 조절하였다. 상기 폴리프로필렌 단독중합체의 중합이 완료된 후 미반응물을 제거하고 압력을 상압으로 떨어뜨렸다. Solid complex titanium catalyst, organic aluminum co-catalyst, external electron donor, propylene monomer and hydrogen were sequentially injected into a polymerization reactor at 10 ° C. or less, and then the temperature was raised to 60-85 ° C., 2.0-3.8 MPa, and gas phase polymerization was carried out for 0.5 hours. A polypropylene homopolymer was prepared, and the melt index was controlled by the amount of hydrogen. After the polymerization of the polypropylene homopolymer was completed, the unreacted material was removed and the pressure was lowered to normal pressure.

그 다음 상기 폴리프로필렌 단독중합체의 존재 하에 40~50 ℃에서 0.5 시간 동안 0.4:0.6 몰비로 조절된 에틸렌/프로필렌의 혼합가스와 수소를 주입하면서 재승온한 후, 기상에서 연속적으로 중합을 실시하여 에틸렌-프로필렌 블록공중합체 22 중량%가 혼합된 혼합물을 제조하였다. Then, in the presence of the polypropylene homopolymer, the temperature was raised again while injecting hydrogen and a mixed gas of ethylene/propylene adjusted in a molar ratio of 0.4:0.6 for 0.5 hours at 40-50 ° C. -A mixture of 22 wt% of a propylene block copolymer was prepared.

그런 다음 상기 폴리프로필렌 단독중합체 78 중량% 및 에틸렌-프로필렌 블록공중합체 22 중량%가 혼합된 혼합물 100 중량부에 나트륨 벤조에이트(베타 핵제) 0.07% 중량부, 탈수 하이드로탈사이트 화합물(중화제) 0.01% 중량부, 페닐포스파이트(산화방지제) 0.10% 중량부, 티오디프로피오네이트(산화방지제) 0.03% 중량부, 세미힌더드페놀(산화방지제) 0.07% 중량부를 2축 압출기에 투입하고, 용융 혼련하여 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다. Then, in 100 parts by weight of a mixture of 78% by weight of the polypropylene homopolymer and 22% by weight of the ethylene-propylene block copolymer, sodium benzoate (beta nucleating agent) 0.07% by weight, dehydrated hydrotalcite compound (neutralizing agent) 0.01% Parts by weight, 0.10% by weight of phenylphosphite (antioxidant), 0.03% by weight of thiodipropionate (antioxidant), 0.07% by weight of semi-hindered phenol (antioxidant) 0.07% by weight of a twin screw extruder, melt-kneaded to prepare a polypropylene resin composition.

실시예 2Example 2

베타(Beta) 핵제로 퀴나크리돈 퀴논(Quinacridone quinone) 0.2% 중량부를 추가로 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.A polypropylene resin composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.2% by weight of quinacridone quinone was additionally added as a beta nucleating agent.

실시예 3Example 3

베타 핵제 대신 히드록시비스[2,4,8,10-테트라키스(1,1-디메틸에틸)-6- 히드록시12H-디벤조이디옥사포스포신-6-옥시데이토])(NA-21) 0.2% 중량부를 추가로 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.Hydroxybis[2,4,8,10-tetrakis(1,1-dimethylethyl)-6-hydroxy12H-dibenzodioxaphosphosine-6-oxidato]) instead of beta nucleating agent (NA-21) A polypropylene resin composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.2% parts by weight was additionally added.

실시예 4Example 4

베타 핵제 대신 시스-1,2-사이클로헥산디카복실레이트(Calcium cis-1,2- cyclohexanedicarboxylate, HPN-20E) 0.2% 중량부를 추가로 첨가한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하였다.In the same manner as in Example 1, except that 0.2% by weight of cis-1,2-cyclohexanedicarboxylate (Calcium cis-1,2-cyclohexanedicarboxylate, HPN-20E) was additionally added instead of the beta nucleating agent, the poly A propylene resin composition was prepared.

비교예 1Comparative Example 1

A사의 상용 에틸렌-프로필렌 블록공중합체를 구매하여 실험에 이용하였다.A commercial ethylene-propylene block copolymer from Company A was purchased and used in the experiment.

비교예 2Comparative Example 2

B사의 상용 에틸렌-프로필렌 블록공중합체를 구매하여 실험에 이용하였다.A commercial ethylene-propylene block copolymer from Company B was purchased and used in the experiment.

비교예 3Comparative Example 3

C사의 상용 에틸렌-프로필렌 블록공중합체를 구매하여 실험에 이용하였다.A commercial ethylene-propylene block copolymer from Company C was purchased and used in the experiment.

실험예 1: 폴리프로필렌 수지 조성물의 용융지수, 분자량분포도 내 기계적 물성 평가Experimental Example 1: Evaluation of mechanical properties in melt index and molecular weight distribution of polypropylene resin composition

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 각 폴리프로필렌 수지 조성물에 대하여 통상의 방법에 의해 용융지수(Melt Index, MI), 분자량분포도(Mw/Mn, MWD), 저온 자일렌용해도(CXS, Cold Xylene Soluble), C2(에틸렌) 함량을 측정하였다. 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.For each polypropylene resin composition prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, melt index (MI), molecular weight distribution (Mw/Mn, MWD), low-temperature xylene solubility by a conventional method (CXS, Cold Xylene Soluble), C 2 (ethylene) content was measured. The results are shown in Table 1 below.

Figure 112021029534820-pat00001
Figure 112021029534820-pat00001

상기 표 1의 결과에 의하면, 상기 실시예 1 내지 4의 경우 첨가제의 종류를 달리한 결과 용융지수, 분자량분포도, 자일렌 용해도 및 에틸렌 함량이 동등하거나 유사한 수준을 나타내었다. 반면에, 상기 비교예 1 내지 3의 경우 용융지수, 분자량분포도, 자일렌 용해도 및 에틸렌 함량에서 차이가 나는 것을 확인하였다. 이는 추후 물성 및 3D프린팅 결과를 비교하는 대조군 역할이다. According to the results of Table 1, in the case of Examples 1 to 4, the melt index, molecular weight distribution, xylene solubility, and ethylene content were equivalent or similar levels as a result of different types of additives. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, it was confirmed that there were differences in melt index, molecular weight distribution, xylene solubility, and ethylene content. This serves as a control group to compare physical properties and 3D printing results later.

실험예 2: 폴리프로필렌 수지 조성물 내 기계적 물성 평가Experimental Example 2: Evaluation of mechanical properties in polypropylene resin composition

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 각 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용하여 시편을 제조하였고, 물성을 측정하였다. 물성 평가 방법은 다음과 같으며, 그 측정 결과를 하기 표 2와 3에 나타내었다.Specimens were prepared using each polypropylene resin composition prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, and physical properties were measured. The physical property evaluation method is as follows, and the measurement results are shown in Tables 2 and 3 below.

(1) 밀도 : ASTM D 1505에 의거, 밀도 구배관을 사용하여 측정하였다.(1) Density: According to ASTM D 1505, it was measured using a density gradient tube.

(2) 인장강도 : ASTM D638에 의거하여 측정하였다.(2) Tensile strength: Measured according to ASTM D638.

(3) 굴곡강도 : ASTM D790에 의거하여 측정하였다.(3) Flexural strength: Measured according to ASTM D790.

(4) Izod 충격강도 : ASTM D256에 의거하여 측정하였다.(4) Izod impact strength: Measured according to ASTM D256.

(5) 수축율, 선팽창계수 : ISO294-4(5) Shrinkage, coefficient of linear expansion: ISO294-4

(6) Vicat 연화점 : ASTM D1525에 의거하여 측정하였다.(6) Vicat softening point: measured according to ASTM D1525.

(7) 용융온도, 결정화온도 : ASTM D3418-12에 의거하여 측정하였다.(7) Melting temperature, crystallization temperature: Measured according to ASTM D3418-12.

Figure 112021029534820-pat00002
Figure 112021029534820-pat00002

상기 표 2의 결과에 의하면, 상기 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 3은 비슷한 수준의 밀도를 갖는 것을 확인하였다. 상기 실시예 2와 비교예 2에서 인장강도 최소값인 18 MPa를 나타내었고, 마찬가지로 굴곡강도에서도 각각 850, 740 MPa로 낮은 값을 보였다. 또한 상기 비교예 3에서 인장강도 최대값이 28 MPa를 나타냈으며, 마찬가지로 굴곡강도에서 1470 MPa로 최대값을 보였다. 그 외 상기 실시예 1, 3, 4와 비교예 1, 4에서도 인장강도와 굴곡강도는 비례하는 모습을 나타내었다. According to the results of Table 2, it was confirmed that Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 had a similar level of density. In Example 2 and Comparative Example 2, the minimum tensile strength of 18 MPa was shown, and similarly, the flexural strength showed low values of 850 and 740 MPa, respectively. In addition, in Comparative Example 3, the maximum tensile strength was 28 MPa, and similarly, the maximum value was 1470 MPa in flexural strength. In addition, in Examples 1, 3, and 4 and Comparative Examples 1 and 4, the tensile strength and the flexural strength were proportional to each other.

반면에 Izod 충격강도는 인장강도와 굴곡강도에서 낮은 값을 보인 상기 실시예 2 및 비교예 2가 각각 125, 122 J/m로서 가장 높은 값을 보였으며, 우수한 인장강도와 굴곡강도를 보인 상기 비교예 3 및 1의 경우 각각 102, 77 J/m로서 낮은 Izod 충격강도를 갖는 것을 확인하였다. On the other hand, Izod impact strength showed the highest values of 125 and 122 J/m in Example 2 and Comparative Example 2, which showed low values in tensile strength and flexural strength, respectively, and showed excellent tensile strength and flexural strength. In the case of Examples 3 and 1, it was confirmed to have low Izod impact strength as 102 and 77 J/m, respectively.

한편, 수축율의 경우 상기 실시예 2를 제외하고는 MD와 TD 방향에 따라서 각기 다른 값을 나타내었다. 즉, 상기 실시예 1, 3, 4 및 비교예 1 내지 3의 경우 MD와 TD 방향에 따른 수축율이 달라서 3D 프린터를 이용한 적층 이후에 불균일한 수축으로 변형이 발생되어 형태 안정성을 확보하기 어려운 문제가 있음을 확인하였다. On the other hand, in the case of the shrinkage ratio, except for Example 2, different values were shown according to the MD and TD directions. That is, in the case of Examples 1, 3, 4 and Comparative Examples 1 to 3, since the shrinkage ratio according to the MD and TD directions is different, deformation occurs due to non-uniform shrinkage after lamination using a 3D printer, and it is difficult to secure shape stability. confirmed that there is.

이를 통해, 상기 실시예 1과 같이 베타 핵제의 사용량이 너무 적거나, 상기 실시예 3 및 4와 같이 베타 핵제 대신 첨가제를 혼합하거나, 상기 비교예 1 내지 3과 같이 에틸렌 함량이 서로 다른 에틸렌/프로필렌 블록공중합체를 사용한 경우 동일한 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하더라도 첨가제의 함량과 그 종류에 따라 물성이 크게 달라지는 것을 알 수 있었다.Through this, as in Example 1, the amount of the beta nucleating agent is too small, as in Examples 3 and 4, an additive is mixed instead of the beta nucleating agent, or as in Comparative Examples 1 to 3, ethylene/propylene having different ethylene contents. In the case of using a block copolymer, it was found that even when the same polypropylene resin composition was prepared, the physical properties were significantly changed depending on the content and type of the additive.

Figure 112021029534820-pat00003
Figure 112021029534820-pat00003

상기 표 3의 결과에 의하면, 상기 실시예 1 내지 4의 경우 상기한 바와 마찬가지로 혼합되는 첨가제의 종류에 따라 열적 특성도 크게 달라지는 것을 확인하였다. 우수한 Izod 충격강도를 가지며, 낮은 인장강도와 굴곡강도를 갖는 상기 실시예 2와 비교예 2의 경우 153 ℃의 낮은 용융온도를 갖는 것으로 보아 상기 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 3 중에서 낮은 결정도를 갖는 것을 확인하였다. According to the results of Table 3, in the case of Examples 1 to 4, as described above, it was confirmed that the thermal properties also greatly changed depending on the type of additive to be mixed. Example 2 and Comparative Example 2 having excellent Izod impact strength and low tensile strength and flexural strength have a low melting temperature of 153 ° C. Low crystallinity among Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3 was confirmed to have

또한 베타 핵제를 소량 함유한 상기 실시예 1의 경우 가장 낮은 결정화 온도와 Vicat 연화점을 나타낸 반면에, 상기 실시예 2와 비교예 2의 경우 상기 실시예 1에 비해 상대적으로 높은 결정화 온도와 Vicat 연화점을 갖는 것을 확인하였다. In addition, Example 1 containing a small amount of beta nucleating agent showed the lowest crystallization temperature and Vicat softening point, whereas Example 2 and Comparative Example 2 showed a relatively high crystallization temperature and Vicat softening point compared to Example 1 confirmed to have

한편, 선팽창계수의 경우는 결정화 온도와 Vicat 연화점과 반비례 관계에 있음을 확인하였으나, 수지 조성물마다 MD와 TD 방향의 차이는 각각 다르게 나타나는 것을 확인하였다. 특히 MD와 TD 방향에 따라 그 차이가 적을수록 상기 표 2의 수축율 차이도 적게 나타나는 경향을 보였으며, 선팽창계수와 수축율은 반비례 관계에 있는 것을 확인하였다.On the other hand, in the case of the coefficient of linear expansion, it was confirmed that the crystallization temperature and the Vicat softening point had an inverse relationship, but it was confirmed that the difference in the MD and TD directions was different for each resin composition. In particular, the smaller the difference according to the MD and TD directions, the smaller the difference in shrinkage in Table 2 was observed, and it was confirmed that the coefficient of linear expansion and the shrinkage were inversely proportional.

실험예 3: 3D 프린팅 결과 비교Experimental Example 3: Comparison of 3D printing results

상기 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 3의 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용하여 도 1의 형상을 기준으로 노즐온도 220 ℃, 출력속도 30 mm/s의 조건으로 3D 프린팅을 실시하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.Using the polypropylene resin compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3, 3D printing was performed under the conditions of a nozzle temperature of 220° C. and an output speed of 30 mm/s based on the shape of FIG. 1, and the results were It is shown in Table 4 below.

도 1은 상기 실시예 1 내지 4와 비교예 1 내지 3에서 제조된 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용하여 3D 프린팅 성능을 비교하기 위한 입체 도형 형상이다.1 is a three-dimensional figure for comparing 3D printing performance using the polypropylene resin compositions prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3;

Figure 112021029534820-pat00004
Figure 112021029534820-pat00004

상기 표 4의 결과에 의하면, 상기 실시예 2와 4를 제외하고는 모두 적층이 제대로 이루어지지 않는 것을 확인하였다. 또한 상기 실시예 4의 경우 적층이 이루어지기는 하였으나, 형태 변형량이 과다하여 실제 사용은 어려운 것을 확인할 수 있었다. 이를 통하여 폴리프로필렌 수지 조성물을 이용한 3D 프린팅 시 입체 도형의 적층성과 형태 안정성을 향상시키기 위해서는 등방향 균일성이 있는 선팽창계수 및 수축율 확보가 매우 중요한 것을 확인하였다. According to the results of Table 4, it was confirmed that the lamination was not performed properly in all except Examples 2 and 4. In addition, in the case of Example 4, although lamination was made, it was confirmed that the amount of shape deformation was excessive, so that actual use was difficult. Through this, it was confirmed that it is very important to secure the linear expansion coefficient and shrinkage with isodirectional uniformity in order to improve the lamination properties and shape stability of three-dimensional figures during 3D printing using the polypropylene resin composition.

실험예 4: 상용 소재 3D 프리팅 결과 비교Experimental Example 4: Comparison of 3D printing results of commercial materials

상기 실험예 2의 결과에서 적층성과 형태 안정성이 양호한 실시예 2를 기준으로 3D 프린터 필라멘트 상용소재인 폴리락트산(polylactic acid, PLA), 아크릴로니트릴부타디엔스티렌(acrylonitrile butadiene styrene, ABS)과 각각 비교하기 위하여 도 2의 형상을 활용하여 노즐온도 220 ℃, 출력속도 50 mm/s의 조건으로 3D 프린팅을 실시하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.In the results of Experimental Example 2, based on Example 2, which has good laminarity and shape stability, polylactic acid (PLA) and acrylonitrile butadiene styrene (ABS), which are commercial materials for 3D printer filaments, were compared respectively To do this, 3D printing was performed under the conditions of a nozzle temperature of 220 °C and an output speed of 50 mm/s using the shape of FIG. 2 , and the results are shown in Table 5 below.

도 2는 상기 실시예 2에서 제조된 폴리프로필렌 수지 조성물과 3D 프린터용 상용소재인 PLA 및 ABS를 이용하여 3D 프린팅 성능을 비교하기 위한 입체 도형 형상이다.2 is a three-dimensional shape for comparing 3D printing performance using the polypropylene resin composition prepared in Example 2 and PLA and ABS, which are commercial materials for 3D printers.

Figure 112021029534820-pat00005
Figure 112021029534820-pat00005

상기 표 5의 결과에 의하면, 상기 실시예 2의 경우 상기 PLA, ABS와 비교하여 상기 도 2의 모양을 따라서 적층이 잘 이루어졌으며, 형태 안정성이 뛰어난 것을 확인하였다. 이를 통해, 상기 실시예 2의 폴리프로필렌 수지 조성물은 3D 프린팅 상용 소재로 이용되는 PLA와 ABS와 동등 이상의 수준으로 우수한 적층성 및 형태 안정성을 가지는 것을 알 수 있었다. 또한 상기 실시예 2의 폴리프로필렌 수지 조성물은 PLA와 ABS에 비해 제조비용이 저렴하고 내열성과 내화학성을 바탕으로 범용성이 좋기 때문에 다양한 분야에서 활용될 수 있음을 알 수 있었다.According to the results of Table 5, in the case of Example 2, compared to the PLA and ABS, it was confirmed that the lamination was well made according to the shape of FIG. 2, and the shape stability was excellent. Through this, it was found that the polypropylene resin composition of Example 2 had excellent lamination properties and shape stability at a level equal to or higher than PLA and ABS used as commercial materials for 3D printing. In addition, it was found that the polypropylene resin composition of Example 2 can be utilized in various fields because of its low manufacturing cost and good versatility based on heat resistance and chemical resistance compared to PLA and ABS.

Claims (15)

폴리프로필렌 단독중합체 및 에틸렌-프로필렌 블록공중합체를 포함하는 혼합물 100 중량부에 베타 핵제 0.1 내지 0.4 중량부; 중화제 0.001 내지 0.2 중량부; 및 산화방지제 0.1 내지 0.3 중량부;를 포함하는 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물에 있어서,
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 종방향(Machine direction, MD) 선팽창계수가 113 내지 119 ℃-1이고, 횡방향(Transverse direction, TD) 선팽창계수가 111 내지 117 ℃-1이며, 상기 종방향/횡방향의 선팽창계수비가 0.95 내지 1.05인 것인 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물.
0.1 to 0.4 parts by weight of a beta nucleating agent in 100 parts by weight of a mixture comprising a polypropylene homopolymer and an ethylene-propylene block copolymer; 0.001 to 0.2 parts by weight of a neutralizing agent; In the polypropylene resin composition for a 3D printer comprising; and 0.1 to 0.3 parts by weight of an antioxidant,
The polypropylene resin composition has a longitudinal (Machine direction, MD) coefficient of linear expansion of 113 to 119 °C -1 , and a transverse direction (TD) coefficient of linear expansion of 111 to 117 °C -1 , and the longitudinal/transverse direction A polypropylene resin composition for a 3D printer that has a coefficient of linear expansion ratio of 0.95 to 1.05.
제1항에 있어서,
상기 폴리프로필렌 단독중합체는 아이소택틱 펜타드 분율이 97% 이상이고, 중량평균분자량이 150,000 내지 400,000 g/mol이며, 용융지수(Melt Index)가 30 내지 45 g/10min(230 ℃, 2.16 kg 하중)인 것인 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물.
According to claim 1,
The polypropylene homopolymer has an isotactic pentad fraction of 97% or more, a weight average molecular weight of 150,000 to 400,000 g/mol, and a melt index of 30 to 45 g/10min (230 ° C., 2.16 kg load) ) of a polypropylene resin composition for a 3D printer.
제1항에 있어서,
상기 에틸렌-프로필렌 블록공중합체는 에틸렌/에틸렌-프로필렌 블록공중합체의 몰비가 0.3 내지 0.5인 것인 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물.
According to claim 1,
The ethylene-propylene block copolymer is a polypropylene resin composition for a 3D printer that has a molar ratio of ethylene/ethylene-propylene block copolymer of 0.3 to 0.5.
제1항에 있어서,
상기 혼합물은 폴리프로필렌 단독중합체 72 내지 84 중량% 및 에틸렌-프로필렌 블록공중합체 16 내지 28 중량%를 포함하는 것인 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물.
According to claim 1,
The mixture is a polypropylene resin composition for a 3D printer comprising 72 to 84% by weight of a polypropylene homopolymer and 16 to 28% by weight of an ethylene-propylene block copolymer.
제1항에 있어서,
상기 베타 핵제는 유기 핵제 또는 무기 핵제인 것인 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물.
According to claim 1,
The beta nucleating agent is an organic nucleating agent or an inorganic nucleating agent. The polypropylene resin composition for a 3D printer.
제5항에 있어서,
상기 유기 핵제는 카르복실산의 알루미늄염, 퀴나크리돈 퀴논(Quinacridone quinone), 칼슘 스테아레이트 및 나트륨 벤조에이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이고, 상기 무기 핵제는 탈크, 디벤질리덴소르비톨 및 치환 디벤질리덴소르비톨로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물.
6. The method of claim 5,
The organic nucleating agent is at least one selected from the group consisting of an aluminum salt of carboxylic acid, quinacridone quinone, calcium stearate and sodium benzoate, and the inorganic nucleating agent is talc, dibenzylidene sorbitol and substituted di A polypropylene resin composition for a 3D printer that is at least one selected from the group consisting of benzylidene sorbitol.
제6항에 있어서,
상기 베타 핵제는 나트륨 벤조에이트 및 퀴나크리돈 퀴논이 2.6: 7.4 중량비로 혼합된 혼합물인 것인 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물.
7. The method of claim 6,
The beta nucleating agent is a polypropylene resin composition for a 3D printer that is a mixture of sodium benzoate and quinacridone quinone in a weight ratio of 2.6: 7.4.
제1항에 있어서,
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 중량평균분자량이 190,000 내지 350,000 g/mol이고, 분자량분포도(Mw/Mn)가 3.0 내지 7.0이며, 용융지수가 30 내지 46 g/10 min(230 ℃, 2.16 kg 하중)인 것인 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물.
According to claim 1,
The polypropylene resin composition has a weight average molecular weight of 190,000 to 350,000 g/mol, a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 3.0 to 7.0, and a melt index of 30 to 46 g/10 min (230 ° C., 2.16 kg load) A polypropylene resin composition for a 3D printer.
제1항에 있어서,
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 ASTM D638에 의거한 인장강도가 17 내지 20 MPa이고, ASTM D790에 의거한 굴곡강도가 800 내지 900 MPa이며, ASTM D256에 의거한 Izod 충격강도가 123 내지 130 J/m인 것인 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물.
According to claim 1,
The polypropylene resin composition has a tensile strength of 17 to 20 MPa according to ASTM D638, a flexural strength of 800 to 900 MPa according to ASTM D790, and an Izod impact strength of 123 to 130 J/m according to ASTM D256 A polypropylene resin composition for a 3D printer.
제1항에 있어서,
상기 폴리프로필렌 단독중합체는 아이소택틱 펜타드 분율이 97% 이상이고, 중량평균분자량이 210,000 내지 270,000 g/mol이며, 용융지수(Melt Index)가 35 내지 38 g/10min(230 ℃, 2.16 kg 하중)이고,
상기 에틸렌-프로필렌 블록공중합체는 에틸렌/에틸렌-프로필렌 블록공중합체의 몰비가 0.37 내지 0.39이고,
상기 혼합물은 폴리프로필렌 단독중합체 75 내지 81 중량% 및 에틸렌-프로필렌 블록공중합체 19 내지 25 중량%를 포함하고,
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 중량평균분자량이 230,000 내지 300,000 g/mol이고, 분자량분포도(Mw/Mn)가 4.6 내지 4.8이며, 용융지수가 38 내지 40 g/10 min(230 ℃, 2.16 kg 하중)이고,
상기 종방향 선팽창계수가 115 내지 116 ℃-1이고, 상기 횡방향 선팽창계수가 113 내지 114 ℃-1이며, 상기 종방향/횡방향의 선팽창계수비가 0.98 내지 1.02인 것인 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물.
According to claim 1,
The polypropylene homopolymer has an isotactic pentad fraction of 97% or more, a weight average molecular weight of 210,000 to 270,000 g/mol, and a melt index of 35 to 38 g/10min (230 ° C., 2.16 kg load) )ego,
The ethylene-propylene block copolymer has a molar ratio of ethylene/ethylene-propylene block copolymer of 0.37 to 0.39,
The mixture comprises 75 to 81% by weight of a polypropylene homopolymer and 19 to 25% by weight of an ethylene-propylene block copolymer,
The polypropylene resin composition has a weight average molecular weight of 230,000 to 300,000 g/mol, a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 4.6 to 4.8, and a melt index of 38 to 40 g/10 min (230 ° C., 2.16 kg load), and ,
The longitudinal coefficient of linear expansion is 115 to 116 ° C. -1 , the transverse coefficient of linear expansion is 113 to 114 ° C. -1 , and the longitudinal / transverse coefficient of linear expansion ratio is 0.98 to 1.02 Polypropylene resin for a 3D printer composition.
제1항 내지 제10항 중에서 선택된 어느 한 항의 폴리프로필렌 수지 조성물로 제조된 성형품.
A molded article made of the polypropylene resin composition of any one of claims 1 to 10.
(a) 아이소택틱 펜타드 분율이 97% 이상이고, 중량평균분자량이 150,000 내지 400,000 g/mol이며, 용융지수(Melt Index)가 30 내지 45 g/10min(230 ℃, 2.16 kg 하중)인 폴리프로필렌 단독중합체를 제조하는 단계;
(b) 상기 폴리프로필렌 단독중합체에 에틸렌-프로필렌 블록공중합체를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계; 및
(c) 상기 혼합물에 베타 핵제, 중화제 및 산화방지제를 투입한 후 중합하여 폴리프로필렌 수지 조성물을 제조하는 단계;
를 포함하고,
상기 폴리프로필렌 수지 조성물은 종방향(Machine direction, MD) 선팽창계수가 113 내지 119 ℃-1이고, 횡방향(Transverse direction, TD) 선팽창계수가 111 내지 117 ℃-1이며, 상기 종방향/횡방향의 선팽창계수비가 0.95 내지 1.05인 것인 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물의 제조방법.
(a) Poly having an isotactic pentad fraction of 97% or more, a weight average molecular weight of 150,000 to 400,000 g/mol, and a Melt Index of 30 to 45 g/10min (230° C., 2.16 kg load) preparing a propylene homopolymer;
(b) preparing a mixture by mixing an ethylene-propylene block copolymer with the polypropylene homopolymer; and
(c) preparing a polypropylene resin composition by adding a beta nucleating agent, a neutralizing agent and an antioxidant to the mixture and then polymerization;
including,
The polypropylene resin composition has a longitudinal (Machine direction, MD) coefficient of linear expansion of 113 to 119 °C -1 , and a transverse direction (TD) coefficient of linear expansion of 111 to 117 °C -1 , and the longitudinal/transverse direction A method of producing a polypropylene resin composition for a 3D printer that has a coefficient of linear expansion ratio of 0.95 to 1.05.
제12항에 있어서,
상기 폴리프로필렌 단독중합체를 제조하는 단계는 프로필렌 단량체에 고체 착물 티타늄 촉매, 유기 알루미늄 공촉매, 외부 전자공여체 및 수소를 투입한 후 중합하여 폴리프로필렌 단독중합체를 제조하는 것인 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물의 제조방법.
13. The method of claim 12,
In the step of preparing the polypropylene homopolymer, a solid complex titanium catalyst, an organic aluminum cocatalyst, an external electron donor and hydrogen are added to the propylene monomer and then polymerized to prepare a polypropylene homopolymer polypropylene resin composition for a 3D printer manufacturing method.
제12항에 있어서,
상기 폴리프로필렌 단독중합체를 제조하는 단계는 -10 내지 100 ℃의 온도 및 0.4 내지 5.0 MPa의 압력에서 0.4 내지 1.5 시간 동안 기상 중합반응을 수행하는 것인 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물의 제조방법.
13. The method of claim 12,
The step of preparing the polypropylene homopolymer is a method for producing a polypropylene resin composition for a 3D printer to perform a gas phase polymerization reaction for 0.4 to 1.5 hours at a temperature of -10 to 100 ℃ and a pressure of 0.4 to 5.0 MPa.
제12항에 있어서,
상기 혼합물을 제조하는 단계는 -10 내지 90 ℃의 온도 및 0.3 내지 3.0 MPa의 압력에서 0.4 내지 1.0 시간 동안 중합반응을 수행하는 것인 3D 프린터용 폴리프로필렌 수지 조성물의 제조방법.
13. The method of claim 12,
The step of preparing the mixture is a method for producing a polypropylene resin composition for a 3D printer to perform a polymerization reaction for 0.4 to 1.0 hours at a temperature of -10 to 90 ℃ and a pressure of 0.3 to 3.0 MPa.
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