DE202017103928U1

DE202017103928U1 - Polycarbonate composition with improved mechanical properties

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Publication number: DE202017103928U1
Application number: DE202017103928.5U
Authority: DE
Original assignee: PTT Global Chemical PCL
Current assignee: PTT Global Chemical PCL
Priority date: 2016-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2017-09-18
Anticipated expiration: 2027-07-01
Also published as: AU2017100888B4; AU2017100888A4

Abstract

Eine Polycarbonatzusammensetzung mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, wobei die Polycarbonatzusammensetzung 50 bis 85 Gewichtsanteile aromatisches Polycarbonat, 10 bis 20 Gewichtsanteile Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer, und 5 bis 30 Gewichtsanteile Styrol-Acrylnitril-Copolymer umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass: das aromatische Polycarbonat eine lineare Struktur aufweist und ein Molekulargewicht im Bereich von 20.000 bis 35.000 g/mol hat; das Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer 15 Gew.% oder weniger Polybutadienkautschuk mit einer Partikelgröße im Bereich von 0,15 bis 40 Microns und 75 Gew.% oder mehr an Pfropfpolymer von Styrol und Acrylnitril umfasst; und das Styrol-Acrylnitril-Copolymer ein Molekulargewicht im Bereich von 100.000 bis 150.000 g/mol hat, und das 65 Gew.% oder mehr an Styrol und 35 Gew.% oder weniger an Acrylnitril umfasst.A polycarbonate composition having improved mechanical properties, wherein the polycarbonate composition comprises 50 to 85 parts by weight of aromatic polycarbonate, 10 to 20 parts by weight of acrylonitrile-butadiene-styrene polymer, and 5 to 30 parts by weight of styrene-acrylonitrile copolymer, characterized in that: the aromatic polycarbonate is a has linear structure and has a molecular weight in the range of 20,000 to 35,000 g / mol; the acrylonitrile-butadiene-styrene polymer comprises 15% by weight or less of polybutadiene rubber having a particle size in the range of 0.15 to 40 microns and 75% by weight or more of graft polymer of styrene and acrylonitrile; and the styrene-acrylonitrile copolymer has a molecular weight in the range of 100,000 to 150,000 g / mol, and which comprises 65 wt% or more of styrene and 35 wt% or less of acrylonitrile.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG FIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Chemie, insbesondere eine Polycarbonatzusammensetzung. The present invention relates to the field of chemistry, in particular a polycarbonate composition.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION

Derzeit ist Polycarbonat eines der in der Industrie häufig verwendeten Thermoplaste, beispielsweise in der Automobilindustrie, in der Haushaltsgeräteindustrie, und in der Elektronikindustrie. Das ist darauf zurückzuführen, dass Polycarbonat viele hervorragende Eigenschaften wie Hitzeresistenz, Transparenz, Flammschutzmittelfunktion, Formstabilität, elektrische Isolierung, Glanz, und hohe Glasübergangstemperatur hat. Einige der Eigenschaften von Polycarbonat schränken jedoch seine Anwendung ein, beispielsweise Korrosionsresistenz in Lösungen und Chemikalien und die hohe Schmelzviskosität. Diese Einschränkung verursacht, dass der Einspritzvorgang bei hoher Temperatur durchgeführt wird, um die Viskosität des Polycarbonats während des Vorgangs zu verringern. Es hat daher Versuche gegeben, diese Probleme zu lösen, indem man Polycarbonate mit anderen Polymeren gemischt hat, um Polymergemische oder -legierungen zu bilden. Currently, polycarbonate is one of the thermoplastics commonly used in the industry, for example in the automotive industry, in the household appliance industry, and in the electronics industry. This is because polycarbonate has many excellent properties such as heat resistance, transparency, flame retardant function, dimensional stability, electrical insulation, gloss, and high glass transition temperature. However, some of the properties of polycarbonate limit its application, such as corrosion resistance in solutions and chemicals, and high melt viscosity. This restriction causes the high temperature injection process to be performed to reduce the viscosity of the polycarbonate during the process. There have therefore been attempts to solve these problems by blending polycarbonates with other polymers to form polymer blends or alloys.

Es ist bekannt, dass das Mischen von Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer (ABS) mit Polycarbonat die rheologischen Eigenschaften und die Verarbeitbarkeit unter Beibehaltung der hohen Schlagzähigkeit verbessern kann. Polycarbonat/Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer (PC/ABS) führt jedoch normalerweise zu einer Verringerung der Stabilität, wenn es Hitze ausgesetzt ist, und einer Erhöhung der Sprödigkeit. It is known that blending acrylonitrile-butadiene-styrene polymer (ABS) with polycarbonate can improve rheological properties and processability while maintaining high impact strength. However, polycarbonate / acrylonitrile-butadiene-styrene polymer (PC / ABS) usually results in a reduction in stability when exposed to heat and an increase in brittleness.

Es ist berichtet worden, dass das Mischen von Styrol-Acrylnitril-Copolymer (SAN) mit Polycarbonat/Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer die rheologische Eigenschaft verbessern kann. Dies führt zu der Möglichkeit, Teile von Automobilen zu formen und zur Verbesserung einiger mechanischer Eigenschaften des Polymers. Man hat jedoch herausgefunden, dass der erhöhte Anteil an Styrol-Acrylnitril-Copolymer möglicherweise die Hitzeresistenz und Stärke des Polymers verringert. Es sind daher fortlaufend Versuche unternommen worden um bei gleichzeitiger Beibehaltung der anderen guten Eigenschaften diese Probleme zu überwinden. It has been reported that blending styrene-acrylonitrile copolymer (SAN) with polycarbonate / acrylonitrile-butadiene-styrene polymer can improve the rheological property. This leads to the possibility to mold parts of automobiles and to improve some mechanical properties of the polymer. However, it has been found that the increased level of styrene-acrylonitrile copolymer may reduce the heat resistance and strength of the polymer. Therefore, attempts have been made continuously to overcome these problems while maintaining the other good properties.

EP0700968 offenbart eine thermoplastische Zusammensetzung umfassend 60 bis 98 Gew.% Polycarbonat, 2 bis 40 Gew.% Acrylnitril-Butadien-Styrol-Pfropfpolymer, und 0 bis 20 Gew.% Styrol-Acrylnitril Copolymer. Um die Flammschutzmittelfunktion zu verbessern wurden aromatisches Diphosphat, Phosphorverbindung und Fluorharz zugesetzt. Dieses Patent offenbarte jedoch nicht die mechanischen Eigenschaften des erhaltenen Polymers. EP0700968 discloses a thermoplastic composition comprising 60 to 98 weight percent polycarbonate, 2 to 40 weight percent acrylonitrile-butadiene-styrene graft polymer, and 0 to 20 weight percent styrene-acrylonitrile copolymer. To improve the flame retardant function, aromatic diphosphate, phosphorus compound and fluororesin were added. However, this patent did not disclose the mechanical properties of the resulting polymer.

US8124683 offenbarte die Polycarbonatzusammensetzung umfassend 40 bis 95 Gewichtsanteile Polycarbonat, 2 bis 40 Gewichtsanteile Pfropfpolymer, 1 bis 30 Gewichtsanteile Vinyl-Copolymer und 3 bis 40 Gewichtsanteile Polyestercopolymer. Man fand heraus, dass das Polyestercopolymer verbesserte mechanische Eigenschaften vermittelte, einschließlich Zugfestigkeit und Schlagzähigkeit. US8124683 disclosed the polycarbonate composition comprising 40 to 95 parts by weight of polycarbonate, 2 to 40 parts by weight of graft polymer, 1 to 30 parts by weight of vinyl copolymer and 3 to 40 parts by weight of polyester copolymer. The polyester copolymer was found to impart improved mechanical properties, including tensile strength and impact strength.

EP0433723 offenbarte die Polycarbonatzusammensetzung umfassend etwa 36 Gew.% Polycarbonat, etwa 18 Gew.% Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer, etwa 46 Gew.% Styrol-Acrylnitril-Copolymer und etwa 0,1 bis 2 Gew.% oxidiertes Polyethylenschmiermittel. Man fand heraus, dass diese Zusammensetzung bessere mechanische Eigenschaften hatte. Die Zugfestigkeit war jedoch nicht sehr hoch, im Ergebnis etwa 52 MPa. EP0433723 disclosed the polycarbonate composition comprising about 36 weight percent polycarbonate, about 18 weight percent acrylonitrile-butadiene-styrene polymer, about 46 weight percent styrene-acrylonitrile copolymer and about 0.1 to 2 weight percent oxidized polyethylene lubricant. It was found that this composition had better mechanical properties. However, the tensile strength was not very high, as a result about 52 MPa.

EP1071726 offenbarte die Polycarbonatzusammensetzung umfassend 20 bis 90 Gewichtsanteile Polycarbonat, 4,5 bis 70 Gewichtsanteile Vinyl-Copolymer, 5 bis 70 Gewichtsanteile Pfropfcopolymer und 5 bis 95 Gewichtsanteile an Pfropfgrundpolymer mit einer durchschnittlichen Partikelgröße zwischen 0,05 und 5 Microns. Zwangsläufig wurde ein Verträglichkeitsvermittler zugesetzt, der ein Polymerharz mit einem Molekulargewicht von mindestens 21.000 g/mol umfasst und der eine sekundäre Amingruppe umfasst. Man fand heraus, dass die Polycarbonatzusammensetzung gemäß diesem Patent bei tiefer Temperatur bessere Energieabsorptionseigenschaften hat. EP1071726 disclosed the polycarbonate composition comprising 20 to 90 parts by weight of polycarbonate, 4.5 to 70 parts by weight of vinyl copolymer, 5 to 70 parts by weight of graft copolymer and 5 to 95 parts by weight of grafting base polymer having an average particle size of 0.05 to 5 microns. Inevitably, a compatibilizer was added comprising a polymer resin having a molecular weight of at least 21,000 g / mol and comprising a secondary amine group. It has been found that the polycarbonate composition according to this patent has better energy absorption properties at low temperature.

EP0728161 offenbarte die Polycarbonatzusammensetzung umfassend 20 bis 85 Gew.% Polycarbonat mit einem Molekulargewicht von mehr als 20.0000 g/mol, 1 bis 30 Gew.% Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer und 1 bis 40 Gew.% Styrol-Acrylnitril-Copolymer. Das Styrol-Acrylnitril-Copolymer hatte vorzugsweise ein Molekulargewicht zwischen 40.000 und 80.000 g/mol und umfasste 65 bis 95 Gew.% aromatisches Vinylmonomer und 8 bis 35 Gew.% Vinylcyanidmonomer. Man fand jedoch heraus, dass diese Zusammensetzung keine hohe Schlagfestigkeit hat; d.h. in etwa 600 J/m. EP0728161 disclosed the polycarbonate composition comprising 20 to 85 wt% of polycarbonate having a molecular weight of more than 20,000 g / mol, 1 to 30 wt% of acrylonitrile-butadiene-styrene polymer and 1 to 40 wt% of styrene-acrylonitrile copolymer. The styrene-acrylonitrile copolymer preferably had a molecular weight between 40,000 and 80,000 g / mol and comprised 65 to 95% by weight of vinyl aromatic monomer and 8 to 35% by weight of vinyl cyanide monomer. However, it was found that this composition does not have high impact resistance; ie in about 600 J / m.

Aus den oben genannten Gründen zielt diese Erfindung darauf ab, die Polycarbonatzusammensetzung mit verbesserten mechanischen Eigenschaften unter Beibehaltung der Hochtemperatureigenschaften zu entwickeln, um die Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere bei der Verwendung bei Bauteilen in der Automobilindustrie zu fördern. For the above reasons, this invention aims to develop the polycarbonate composition having improved mechanical properties while maintaining the high temperature properties, to promote the variety of applications, particularly for use in automotive components.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft die Polycarbonatzusammensetzung mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, wobei die Polycarbonatzusammensetzung 50 bis 85 Gewichtsanteile aromatisches Polycarbonat, 10 bis 20 Gewichtsanteile Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer, und 5 bis 30 Gewichtsanteile Styrol-Acrylnitril-Copolymer umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass:
das aromatische Polycarbonat eine lineare Struktur hat und ein Molekulargewicht im Bereich von 20.000 bis 35.000 g/mol;
das Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer 15 Gew.% oder weniger an Polybutadienkautschuk mit einer Partikelgröße in einem Bereich von 0,15 bis 40 Microns und 75 Gew.% oder mehr an Pfropfpolymer von Styrol und Acrylnitril umfasst; und
das Styrol-Acrylnitril-Copolymer ein Molekulargewicht in einem Bereich von 100.000 bis 150.000 g/mol hat, und 65 Gew.% oder mehr an Styrol und 35 Gew.% oder weniger an Acrylnitril umfasst. The present invention relates to the polycarbonate composition having improved mechanical properties, wherein the polycarbonate composition comprises 50 to 85 parts by weight of aromatic polycarbonate, 10 to 20 parts by weight of acrylonitrile-butadiene-styrene polymer, and 5 to 30 parts by weight of styrene-acrylonitrile copolymer, characterized in that:
the aromatic polycarbonate has a linear structure and a molecular weight in the range of 20,000 to 35,000 g / mol;
the acrylonitrile-butadiene-styrene polymer comprises 15% by weight or less of polybutadiene rubber having a particle size in a range of 0.15 to 40 microns and 75% by weight or more of graft polymer of styrene and acrylonitrile; and
the styrene-acrylonitrile copolymer has a molecular weight in a range of 100,000 to 150,000 g / mol, and comprises 65 wt% or more of styrene and 35 wt% or less of acrylonitrile.

DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polycarbonatzusammensetzung mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, die in der sich anschließenden Beschreibung beschrieben werden wird. The present invention relates to a polycarbonate composition having improved mechanical properties, which will be described in the description which follows.

Soweit nicht anders angegeben sind alle hier gezeigten Aspekte dazu gedacht, auch bei anderen Aspekten dieser Erfindung Anwendung zu finden. Unless otherwise indicated, all aspects shown herein are intended to be used in other aspects of this invention as well.

Definitionen definitions

Soweit nicht anders angegeben haben technische Begriffe oder wissenschaftliche Begriffe, die hier verwendet werden, Definitionen wie sie der Fachmann auf dem Gebiet versteht. Unless otherwise indicated, technical terms or scientific terms used herein have definitions as understood by those skilled in the art.

Soweit nicht anders angegeben, oder soweit nicht spezifisch angegeben ist, dass es sich um Werkzeuge, Ausrüstung, Verfahren oder Chemikalien nur dieser Erfindung handelt, bezeichnen alle Werkzeuge, Ausrüstung, Verfahren oder Chemikalien, die hier beschrieben werden, Werkzeuge, Ausrüstung, Verfahren oder Chemikalien, die – in der Praxis und üblicherweise – vom Fachmann verwendet werden. Unless otherwise specified or unless specifically stated to be the tools, equipment, methods or chemicals of this invention only, all tools, equipment, processes or chemicals described herein will refer to tools, equipment, processes or chemicals which are used in the practice and usually by a person skilled in the art.

Die Verwendung eines Substantivs in der Einzahl oder eines Pronomens in der Einzahl zusammen mit „umfassend“ in den Ansprüchen oder der Beschreibung bedeutet „eins“ und schließt „eins oder mehr“, „mindestens eins“, und „eins oder mehr als eins“ mit ein. The use of a noun in the singular or a pronoun in the singular, together with "comprising" in the claims or the description, means "one" and includes "one or more", "at least one", and "one or more than one" one.

In dieser Anmeldung wird der Begriff „etwa“ durchgehend verwendet, um anzuzeigen, dass jeglicher Wert, der hier angegeben oder gezeigt wird, potentiell variieren und abweichen kann. Solche Variationen und Abweichungen können auf Fehlern der Ausrüstung, Verfahren oder eines individuellen Anwenders, der die Ausrüstung oder das Verfahren einsetzt, zurückzuführen sein. Throughout this application, the term "about" is used throughout to indicate that any value given or shown herein may potentially vary and differ. Such variations and deviations may be due to errors in the equipment, processes, or individual user employing the equipment or process.

„Phr“ steht für das Verhältnis eines Additivs, das der thermoplastischen Zusammensetzung zugesetzt wird, pro 100 Teile der thermoplastischen Zusammensetzung. Soweit nicht anders angegeben wird phr nach Gewicht berechnet. "Phr" is the ratio of an additive added to the thermoplastic composition per 100 parts of the thermoplastic composition. Unless otherwise stated, phr is calculated by weight.

Die „mechanischen Eigenschaften“ beziehen sich auf Eigenschaften der Zusammensetzung, des Artikels, des Thermoplasts oder des Polymers, die anders sind, wenn es eine Einwirkung einer externen Kraft wie Spannung, Kompression, Scherkraft oder zyklischer Beanspruchung gibt. Mechanische Eigenschaften schließen hier Spannung, Dehnung, Duktilität, Zähigkeit, Schlagzähigkeit, Elastizitätsmodul, Zugfestigkeit, Biegemodul oder Biegefestigkeit mit ein, sind aber nicht darauf beschränkt. The "mechanical properties" refer to properties of the composition, article, thermoplastic, or polymer that are different when there is an external force such as stress, compression, shear, or cyclic stress. Mechanical properties include, but are not limited to, stress, elongation, ductility, toughness, impact strength, modulus of elasticity, tensile strength, flexural modulus or flexural strength.

Ohne jede Absicht, den Umfang der Erfindung beschränken zu wollen, wird im Folgenden die Erfindungsbeschreibung dargestellt. Without intending to limit the scope of the invention, the description of the invention is presented below.

Diese Erfindung betrifft eine Polycarbonatzusammensetzung mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, wobei die Polycarbonatzusammensetzung 50 bis 85 Gewichtsanteile aromatisches Polycarbonat, 10 bis 20 Gewichtsanteile Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer, und 5 bis 30 Gewichtsanteile Styrol-Acrylnitril-Copolymer umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass:
das aromatische Polycarbonat eine lineare Struktur aufweist und ein Molekulargewicht im Bereich von 20.000 bis 35.000 g/mol hat;
das Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer 15 Gew.% oder weniger Polybutadienkautschuk mit einer Partikelgröße im Bereich von 0,15 bis 40 Microns und 75 Gew.% oder mehr an Pfropfpolymer von Styrol und Acrylnitril umfasst; und
das Styrol-Acrylnitril-Copolymer ein Molekulargewicht im Bereich von 110.000 bis 150.000 g/mol hat, und das 65 Gew.% oder mehr an Styrol und 35 Gew.% oder weniger an Acrylnitril umfasst. This invention relates to a polycarbonate composition having improved mechanical properties wherein the polycarbonate composition comprises 50 to 85 parts by weight of aromatic polycarbonate, 10 to 20 parts by weight of acrylonitrile-butadiene-styrene polymer and 5 to 30 parts by weight of styrene-acrylonitrile copolymer, characterized in that:
the aromatic polycarbonate has a linear structure and has a molecular weight in the range of 20,000 to 35,000 g / mol;
the acrylonitrile-butadiene-styrene polymer comprises 15% by weight or less of polybutadiene rubber having a particle size in the range of 0.15 to 40 microns and 75% by weight or more of graft polymer of styrene and acrylonitrile; and
the styrene-acrylonitrile copolymer has a molecular weight in the range of 110,000 to 150,000 g / mol, and which comprises 65 wt% or more of styrene and 35 wt% or less of acrylonitrile.

Vorzugsweise umfasst die Polycarbonatzusammensetzung 55 bis 70 Gewichtsanteile aromatisches Polycarbonat, 10 bis 20 Gewichtsanteile Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer, und 20 bis 30 Gewichtsanteile Styrol-Acrylnitril Copolymer. Preferably, the polycarbonate composition comprises 55 to 70 parts by weight of aromatic polycarbonate, 10 to 20 parts by weight of acrylonitrile-butadiene-styrene polymer, and 20 to 30 parts by weight of styrene-acrylonitrile copolymer.

In einer Ausführungsform hat das aromatische Polycarbonat ein Molekulargewicht im Bereich von 22.000 bis 30.000 g/mol und hat die folgende Struktur:

wobei n eine ganze Zahl von 86 bis 118 ist. In one embodiment, the aromatic polycarbonate has a molecular weight in the range of 22,000 to 30,000 g / mol and has the following structure:

where n is an integer from 86 to 118.

In einer Ausführungsform hat das aromatische Polycarbonat einen Schmelzflussindex im Bereich von 6 bis 23 g/10 min. In one embodiment, the aromatic polycarbonate has a melt flow index in the range of 6 to 23 g / 10 min.

In einer Ausführungsform kann das erfindungsgemäße aromatische Polycarbonat mittels Schmelzpolymerisation einer Dihydroxyverbindung und eines Diarylcarbonatesters mit einem Transesterifizierungskatalysator hergestellt werden. Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße aromatische Polycarbonat aus einem Prozess ohne Phosgen als Vorläufer hergestellt. In one embodiment, the aromatic polycarbonate of the invention may be prepared by melt polymerization of a dihydroxy compound and a diaryl carbonate ester with a transesterification catalyst. Preferably, the aromatic polycarbonate of the invention is prepared from a process without phosgene as a precursor.

Die Dihydroxyverbindung kann Bisphenol sein, das ausgewählt sein kann, aber nicht beschränkt ist auf (4-Hydroxyphenyl)methan, 1,1-bis(4-Hydroxyphenyl)methan, 2,2-bis(4-Hydroxyphenyl)butan, oder Ether mit zweiwertigem Phenol, der ausgewählt sein kann, aber nicht beschränkt ist auf bis(4-Hydroxyphenyl)ether, bis(3,5-Dichlor-4-hydroxyphenyl)ether, oder Dihydroxyarylsulfon, das ausgewählt sein kann aus, aber nicht beschränkt ist auf bis(4-Hydroxyphenyl)sulfon, bis(3,5-Dimethyl-4-hydroxyphenyl)sulfon, oder Dihydroxybenzol, das ausgewählt werden kann aus, aber nicht beschränkt ist auf 1,3-Dihydroxybenzol, 1,4 Dihydroxybenzol, oder halo- und alkyl-substituiertes Dihydroxybenzol. Vorzugsweise ist die Dihydroxyverbindung 2,2-bis(4-Hydroxyphenyl)methan oder ein Ether mit zweiwertigem Phenol. The dihydroxy compound may be bisphenol, which may be selected from, but not limited to, (4-hydroxyphenyl) methane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) methane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) butane, or ethers having dihydric phenol, which may be selected from, but not limited to, bis (4-hydroxyphenyl) ether, bis (3,5-dichloro-4-hydroxyphenyl) ether, or dihydroxyaryl sulfone, which may be selected from, but not limited to, bis (4-hydroxyphenyl) sulfone, bis (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) sulfone, or dihydroxybenzene, which may be selected from, but not limited to, 1,3-dihydroxybenzene, 1,4-dihydroxybenzene, or halo and - alkyl-substituted dihydroxybenzene. Preferably, the dihydroxy compound is 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) methane or an ether with dihydric phenol.

Das Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer kann mittels 2-Stufen-Emulsionspolymerisierung hergestellt werden, nämlich der Stufe der Polymerisierung von Butadien, um Polybutadienkautschuk zu bilden, und der Stufe des Aufpfropfens des Polybutadiens auf die Copolymerkette aus Styrol und Acrylnitril. The acrylonitrile-butadiene-styrene polymer can be prepared by 2-step emulsion polymerization, namely, the step of polymerizing butadiene to form polybutadiene rubber and the step of grafting the polybutadiene onto the copolymer chain of styrene and acrylonitrile.

In einer Ausführungsform hat das Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer ein Molekulargewicht im Bereich von 110.000 bis 150.000 g/mol. In one embodiment, the acrylonitrile-butadiene-styrene polymer has a molecular weight in the range of 110,000 to 150,000 g / mol.

Vorzugsweise umfasst das Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer 5 bis 15 Gew.% Polybutadienkautschuk und 75 bis 95 Gew.% Pfropfpolymer von Styrol und Acrylnitril. Preferably, the acrylonitrile-butadiene-styrene polymer comprises 5 to 15% by weight of polybutadiene rubber and 75 to 95% by weight of graft polymer of styrene and acrylonitrile.

In einer Ausführungsform umfasst das Pfropfpolymer von Styrol und Acrylnitril 70 bis 85 Gew.% Styrol und 15 bis 30 Gew.% Acrylnitril und hat eine Shore Härte D von 54 oder weniger. In one embodiment, the graft polymer of styrene and acrylonitrile comprises 70 to 85 weight percent styrene and 15 to 30 weight percent acrylonitrile and has a Shore D hardness of 54 or less.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Styrol-Acrylnitril-Copolymer in einem Copolymerisierungsprozess von Styrol und Acrylnitril hergestellt werden, wobei Styrol aus Styrol, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol), 3-Methylstyrol oder einem Gemisch davon ausgewählt sein kann. In one embodiment of the invention, the styrene-acrylonitrile copolymer may be prepared in a copolymerization process of styrene and acrylonitrile, where styrene may be selected from styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, 3-methylstyrene, or a mixture thereof.

Vorzugsweise hat das Styrol-Acrylnitril-Copolymer ein Molekulargewicht im Bereich von 110.000 bis 120.000 g/mol und umfasst 65 bis 70 Gew.% Styrol und 30 bis 35 Gew.% Acrylnitril. Preferably, the styrene-acrylonitrile copolymer has a molecular weight in the range of 110,000 to 120,000 g / mol and comprises 65 to 70 wt.% Of styrene and 30 to 35 wt.% Of acrylonitrile.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Polycarbonatzusammensetzung ferner Additive umfassen, die aus Lichtstabilisatoren, Hitzestabilisatoren, Antioxidantien, oder Gemischen davon ausgewählt sind. In one embodiment of the invention, the polycarbonate composition may further comprise additives selected from light stabilizers, heat stabilizers, antioxidants, or mixtures thereof.

In einer Ausführungsform kann das Antioxidans aus Phosphorigsäureester oder einem sterisch gehinderten Phenol ausgewählt sein. In one embodiment, the antioxidant may be selected from phosphorous acid ester or a hindered phenol.

In einer Ausführungsform kann der Phosphorigsäureester aus einer Verbindung ausgewählt sein, bei der 1 bis 3 Phenylmoleküle über Sauerstoff mittels kovalenter Bindungen mit Phosphor verknüpft sind. In one embodiment, the phosphorous acid ester may be selected from a compound in which 1 to 3 phenyl molecules are linked to phosphorus via oxygen via covalent bonds.

In einer Ausführungsform kann das sterisch gehinderte Phenol aus Distearylthiopropionat, Dilaurylthiopropionat, Ditridecylthiodipropionat, Octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat, und (Pentaerythrityl-tetrakis[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat ausgewählt sein. In one embodiment, the hindered phenol can be prepared from distearyl thiopropionate, dilauryl thiopropionate, ditridecyl thiodipropionate, octadecyl 3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, and (pentaerythrityl tetrakis [3- (3,5-di-tert butyl-4-hydroxyphenyl) propionate.

In einer Ausführungsform kann das Antioxidans zwischen 0,1 und 5 phr, vorzugsweise 0,3 bis 1 phr verwendet werden. In one embodiment, the antioxidant may be used between 0.1 and 5 phr, preferably 0.3 to 1 phr.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung betrifft diese Erfindung einen Artikel, der aus der erfindungsgemäßen Polycarbonatzusammensetzung hergestellt wurde, wobei das Verarbeitungsverfahren des Artikels jedes üblicherweise verwendete Verfahren sein kann, und aus Extrusion, Formpressen, Spritzgießen oder Formgießen ausgewählt sein kann aus aber nicht darauf beschränkt ist. In another embodiment of the invention, this invention relates to an article made from the polycarbonate composition of the present invention, wherein the processing method of the article may be any commonly used method, and may be selected from extrusion, compression molding, injection molding, or die casting, but is not limited thereto ,

Die folgenden Beispiele werden angeführt, um die vorliegende Erfindung weiter zu veranschaulichen, aber ohne jeglichen Zweck, den Umfang der Erfindung zu beschränken. The following examples are given to further illustrate the present invention, but without any purpose to limit the scope of the invention.

Chemikalien chemicals

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Materialproben wurden die von der Chi Mei Corporation verkauften aromatischen Polycarbonate PC110 und PC108U mit einem Molekulargewicht von etwa 25.000 bzw. 28.000 g/mol verwendet. In the preparation of the material samples according to the invention, the aromatic polycarbonates PC110 and PC108U having a molecular weight of about 25,000 and 28,000 g / mol, respectively, sold by Chi Mei Corporation were used.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Materialproben wurde das von IRPC verkaufte Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer AP5000H mit einem Molekulargewicht von etwa 140.700 g/mol, umfassend etwa 13 Gew.% Polybutadienkautschuk und etwa 87 Gew.% Pfropfpolymer, enthaltend etwa 83% Gew. Styrol und etwa 17 Gew.% Acrylnitril, verwendet. In the preparation of the material samples of the invention, the acrylonitrile-butadiene-styrene polymer AP5000H sold by IRPC having a molecular weight of about 140,700 g / mol comprising about 13% by weight of polybutadiene rubber and about 87% by weight of grafted polymer containing about 83% by weight. Styrene and about 17% by weight of acrylonitrile.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Materialproben wurde das von IRPC verkaufte Styrol-Acrylnitril-Copolymer PC320 mit einem Molekulargewicht von etwa 115.000 g/mol und umfassend etwa 69 Gew.% Styrol und etwa 31 Gew.% Acrylnitril verwendet. In preparing the samples of the invention, the styrene-acrylonitrile copolymer PC320 sold by IRPC and having a molecular weight of about 115,000 g / mole and comprising about 69 weight percent styrene and about 31 weight percent acrylonitrile was used.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Materialproben wurden die von Adeka Fine Chemical verkauften Antioxidantien ADK STAB AO50 und ADK STAB 2112 verwendet. In the preparation of the material samples according to the invention, the antioxidants ADK STAB AO50 and ADK STAB 2112 sold by Adeka Fine Chemical were used.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Materialproben wurde der von DIC Corporation verkaufte Industrieruß verwendet. In the production of the material samples according to the invention, the carbon black sold by DIC Corporation was used.

Das von Bayer verkaufte Bayblend T65 mit einer Dichte von etwa 1,13 g/cm³ wurde als Referenzmaterialprobe B verwendet. The Bayblend T65 sold by Bayer with a density of about 1.13 g / cm ³ was used as reference sample B.

Das von Bayer verkaufte Bayblend T85 mit einer Dichte von etwa 1,15 g/cm³ wurde als Referenzmaterialprobe C verwendet. Sold by Bayer Bayblend T85 having a density of about 1.15 g / cm ³ was used as reference material sample C.

Das von Sabic verkaufte Cycloloy CE1821 mit einer Dichte von etwa 1,22 g/cm³ wurde als Referenzmaterialprobe D verwendet. Sold by Sabic Cycloloy CE1821 having a density of about 1.22 g / cm ³ was used as reference material sample D.

Das von Sabic verkaufte Cycloloy C1200HF mit einer Dichte von etwa 1,15 g/cm³ wurde als Referenzmaterialprobe E verwendet. The Cycloloy C1200HF sold at a density of about 1.15 g / cm ³ sold by Sabic was used as reference material sample E.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren The production process according to the invention

Die vorliegende Erfindung veranschaulicht die thermoplastische Zusammensetzung mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, die mit den folgenden Verfahren hergestellt werden könnte. The present invention illustrates the thermoplastic composition having improved mechanical properties that could be produced by the following methods.

Vor der Verwendung wurde das aromatische Polycarbonat in einem Vakuumofen für etwa 4 Stunden bei einer Temperatur von etwa 120°C getrocknet, das Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer und das Styrol-Acrylnitril-Copolymer wurden in dem Vakuumofen für etwa 4 Stunden bei einer Temperatur von etwa 70°C getrocknet. Danach wurden die thermoplastischen Zusammensetzungen wie in Tabelle 1 gezeigt mit verschiedenen Zusammensetzungen und Anteilen durch Schmelzmischverfahren unter Verwendung eines Doppelschneckenextruders (Thermo Haake RheoMex PTW24-MC) mit einem Schneckendurchmesser von etwa 24 mm gemischt. Die Temperatur wurde auf etwa 210 bis 240°C in jeder Zone eingestellt. Das erhaltene Gemisch wurde dann in Wasser abgekühlt und mittels eines Pelletierers pelletiert. Die pelletierte Polycarbonatzusammensetzung wurde in dem Vakuumofen bei einer Temperatur von etwa 85°C für etwa 4 Stunden getrocknet. Um die Materialproben auf die Überprüfung ihrer Eigenschaften vorzubereiten, wurden die pelletierten Materialproben dann unter Zuhilfenahme einer Spritzgießmaschine (Toshiba, Model EC100II2A) bei einer Temperatur von etwa 220 bis 250°C gegossen. Before use, the aromatic polycarbonate was dried in a vacuum oven for about 4 hours at a temperature of about 120 ° C, the acrylonitrile-butadiene-styrene polymer and the styrene-acrylonitrile copolymer were heated in the vacuum oven for about 4 hours at a temperature dried from about 70 ° C. Thereafter, the thermoplastic compositions were mixed as shown in Table 1 with various compositions and proportions by melt mixing method using a twin-screw extruder (Thermo Haake RheoMex PTW24-MC) having a screw diameter of about 24 mm. The temperature was set at about 210 to 240 ° C in each zone. The resulting mixture was then cooled in water and pelleted by a pelletizer. The pelletized polycarbonate composition was dried in the vacuum oven at a temperature of about 85 ° C for about 4 hours. To prepare the material samples for verification of their properties, the pelleted material samples were then cast using an injection molding machine (Toshiba Model EC100II2A) at a temperature of about 220 to 250 ° C.

Es folgt die Eigenschaftsüberprüfung der aus der erfindungsgemäßen Polycarbonatzusammensetzung hergestellten Materialproben, wobei die Verfahren und die Ausrüstung für die Eigenschaftsüberprüfung standardmäßig verwendet werden und nicht den Umfang der Erfindung beschränken sollen. The following is the property evaluation of the material samples prepared from the polycarbonate composition of the present invention, using the methods and equipment for property evaluation as standard and not limiting the scope of the invention.

Dichte density

Die Dichte wurde mit einer Wasserverdrängungstechnik gemäß ASTM D 792-00 Standard unter Verwendung eines Spritzgussverfahrens mit einer Probengröße von 20 × 35 × 3 mm bestimmt. Die Überprüfung wurde bei Raumtemperatur durchgeführt. The density was measured by a water displacement technique according to ASTM D 792-00 standard determined using an injection molding process with a sample size of 20 × 35 × 3 mm. The test was carried out at room temperature.

Schlagzähigkeit impact strength

Die Schlagzähigkeit wurde mittels der Kerbschlagzähigkeit nach ASTM D256-Standard unter Verwendung eines Instron-Geräts (CEAST, Model 9310) bestimmt. Die Materialproben wurden etwa 63 mm lang, etwa 12,7 mm breit und etwa 3 mm dick geformt. Die Materialproben wurden in ihrer Mitte etwa 2 mm tief eingeschnitten. The impact strength was reduced by the notched impact strength ASTM D256 standard determined using an Instron instrument (CEAST, Model 9310). The material samples were about 63 mm long, about 12.7 mm wide and about 3 mm thick. The material samples were cut approximately 2 mm deep in their center.

Elastizitätsmodul und Zugfestigkeit Young's modulus and tensile strength

Das Elastizitätsmodul und die Zugfestigkeit wurden mit einem Instron-Gerät (Model 5567) bestimmt. Die Materialproben wurden in Hundeknochenform mit einer Dicke von etwa 3 mm geformt. Der Test wurde gemäß ASTM D368-Standard mit einer Zugrate von etwa 50 mm/Min mit einer Messlänge von etwa 25 mm durchgeführt. Elastic modulus and tensile strength were determined with an Instron® instrument (Model 5567). The material samples were molded in dog bone form with a thickness of about 3 mm. The test was done according to ASTM D368 standard at a rate of about 50 mm / min with a gauge length of about 25 mm.

Biegemodul und Biegefestigkeit Flexural modulus and bending strength

Der Biegemodul und die Biegefestigkeit wurden mit einem Instron-Gerät (Model 5567) bestimmt. Die Materialproben wurden in Form von Barren mit einer Dicke von etwa 3,2 mm ausgebildet. Der Test wurde gemäß ASTM D790-Standard mit einer Kompressionsrate von etwa 1,3 mm/Min durchgeführt. Flexural modulus and flexural strength were determined with an Instron® instrument (Model 5567). The material samples were formed in the form of ingots with a thickness of about 3.2 mm. The test was done according to ASTM D790 standard performed at a compression rate of about 1.3 mm / min.

Wärmeformbeständigkeitstemperatur (HDT) und Erweichungstemperatur (VICAT) Heat distortion temperature (HDT) and softening temperature (VICAT)

Die Wärmeformbeständigkeitstemperatur und die Erweichungstemperatur wurden mittels CEAST HDT gemäß dem ASTM D648 - bzw. dem STM D1525-Standard bestimmt. Die Materialproben wurden in Form von Barren mit einer Dicke von etwa 3,2 mm geformt. Die HDT wurde bei einer Kompressionskraft von etwa 1,8 MPa und die VICAT bei einer Kompressionskraft von etwa 5 kg getestet. Tabelle 1: Polycarbonatzusammensetzungen der Materialproben

Tabelle 2: Mechanische und thermische Eigenschaften der thermoplastischen Zusammensetzung der Materialproben

The heat deflection temperature and the softening temperature were determined by means of CEAST HDT according to ASTM D648 - or the STM D1525 standard certainly. The material samples were shaped in the form of billets about 3.2 mm thick. The HDT was tested at a compression force of about 1.8 MPa and the VICAT at a compression force of about 5 kg. Table 1: Polycarbonate compositions of the material samples

Table 2: Mechanical and thermal properties of the thermoplastic composition of the material samples

Ausgehend von Tabelle 2 wurde beim Vergleich der mechanischen Eigenschaften der Referenzmaterialproben A bis E und der erfindungsgemäßen Materialproben 1 bis 8 festgestellt, dass Materialproben mit der erfindungsgemäßen Polycarbonatzusammensetzung bessere mechanische Eigenschaften zeigten, insbesondere bei der Schlagzähigkeit. Die erfindungsgemäße Materialprobe 7 hatte die höchste Schlagzähigkeit von etwa 1.200 J/m. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Materialproben mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung gute thermische Eigenschaften zeigten, die man an der Wärmeformbeständigkeitstemperatur und der Erweichungstemperatur erkennen konnte, die im Vergleich zu den Referenzmaterialproben hoch blieben. Starting from Table 2, when comparing the mechanical properties of the reference material samples A to E and the material samples 1 to 8 according to the invention, it was found that material samples with the polycarbonate composition according to the invention showed better mechanical properties, in particular with regard to the impact strength. The material sample 7 of the invention had the highest impact strength of about 1,200 J / m. In addition, it was found that the samples of material with the composition according to the invention showed good thermal properties, which could be recognized by the heat distortion temperature and the softening temperature, which remained high compared to the reference material samples.

Aufgrund der obigen Ergebnisse könnte man sagen, dass die erfindungsgemäße Polycarbonatzusammensetzung gute mechanische Eigenschaften und thermische Eigenschaften wie sie in der Aufgabe dieser Erfindung genannt werden zur Verfügung stellt. From the above results, it could be said that the polycarbonate composition of the present invention provides good mechanical properties and thermal properties as mentioned in the object of this invention.

Bestmögliche Ausführungsform der Erfindung Best possible embodiment of the invention

Die bestmögliche Ausführungsform der Erfindung wird in der Detailbeschreibung der Erfindung zur Verfügung gestellt. The best mode of carrying out the invention is provided in the detailed description of the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 0700968 [0005] EP 0700968 [0005]
US 8124683 [0006] US 8124683 [0006]
EP 0433723 [0007] EP 0433723 [0007]
EP 1071726 [0008] EP 1071726 [0008]
EP 0728161 [0009] EP 0728161 [0009]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

ASTM D 792-00 Standard [0052] ASTM D 792-00 Standard [0052]
ASTM D256-Standard [0053] ASTM D256 standard [0053]
ASTM D368-Standard [0054] ASTM D368 standard [0054]
ASTM D790-Standard [0055] ASTM D790 standard [0055]
ASTM D648 [0056] ASTM D648 [0056]
STM D1525-Standard [0056] STM D1525 standard [0056]

Claims

Eine Polycarbonatzusammensetzung mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, wobei die Polycarbonatzusammensetzung 50 bis 85 Gewichtsanteile aromatisches Polycarbonat, 10 bis 20 Gewichtsanteile Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer, und 5 bis 30 Gewichtsanteile Styrol-Acrylnitril-Copolymer umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass: das aromatische Polycarbonat eine lineare Struktur aufweist und ein Molekulargewicht im Bereich von 20.000 bis 35.000 g/mol hat; das Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer 15 Gew.% oder weniger Polybutadienkautschuk mit einer Partikelgröße im Bereich von 0,15 bis 40 Microns und 75 Gew.% oder mehr an Pfropfpolymer von Styrol und Acrylnitril umfasst; und das Styrol-Acrylnitril-Copolymer ein Molekulargewicht im Bereich von 100.000 bis 150.000 g/mol hat, und das 65 Gew.% oder mehr an Styrol und 35 Gew.% oder weniger an Acrylnitril umfasst. A polycarbonate composition having improved mechanical properties, wherein the polycarbonate composition comprises 50 to 85 parts by weight of aromatic polycarbonate, 10 to 20 parts by weight of acrylonitrile-butadiene-styrene polymer, and 5 to 30 parts by weight of styrene-acrylonitrile copolymer, characterized in that: the aromatic polycarbonate is a has linear structure and has a molecular weight in the range of 20,000 to 35,000 g / mol; the acrylonitrile-butadiene-styrene polymer comprises 15% by weight or less of polybutadiene rubber having a particle size in the range of 0.15 to 40 microns and 75% by weight or more of graft polymer of styrene and acrylonitrile; and the styrene-acrylonitrile copolymer has a molecular weight in the range of 100,000 to 150,000 g / mol, and which comprises 65 wt% or more of styrene and 35 wt% or less of acrylonitrile.

Die Polycarbonatzusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei die Polycarbonat-zusammensetzung 55 bis 70 Gewichtsanteile aromatisches Polycarbonat, 10 bis 20 Gewichtsanteile Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer, und 20 bis 30 Gewichtsanteile Styrol-Acrylnitril Copolymer umfasst. The polycarbonate composition according to claim 1, wherein the polycarbonate composition comprises 55 to 70 parts by weight of aromatic polycarbonate, 10 to 20 parts by weight of acrylonitrile-butadiene-styrene polymer, and 20 to 30 parts by weight of styrene-acrylonitrile copolymer.

Die Polycarbonatzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das aromatische Polycarbonat ein Molekulargewicht im Bereich von 22.000 bis 30.000 g/mol hat und die folgende Struktur hat:

wobei n eine ganze Zahl von 86 bis 118 ist. The polycarbonate composition according to claim 1 or 2, wherein the aromatic polycarbonate has a molecular weight in the range of 22,000 to 30,000 g / mol and has the following structure:

where n is an integer from 86 to 118.

Die Polycarbonatzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Acrylnitril-Butadien-Styrol Polymer ein Molekulargewicht zwischen 110.000 bis 150.000 g/mol hat. The polycarbonate composition according to claim 1 or 2, wherein the acrylonitrile-butadiene-styrene polymer has a molecular weight between 110,000 to 150,000 g / mol.

Die Polycarbonatzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, wobei das Acrylnitril-Butadien-Styrol-Polymer mit 5 bis 15 Gew.% Polybutadienkautschuk und 75 bis 95 Gew.% an Pfropfpolymer von Styrol und Acrylnitril umfasst. The polycarbonate composition according to any one of claims 1, 2 or 4, wherein the acrylonitrile-butadiene-styrene polymer comprises from 5 to 15% by weight of polybutadiene rubber and from 75 to 95% by weight of graft polymer of styrene and acrylonitrile.

Die Polycarbonatzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 5, wobei das Pfropfpolymer von Styrol und Acrylnitril 70 bis 85 Gew.% Styrol und 15 bis 30 Gew.% Acrylnitril umfasst. The polycarbonate composition according to claim 1 or 5, wherein the graft polymer of styrene and acrylonitrile comprises 70 to 85% by weight of styrene and 15 to 30% by weight of acrylonitrile.

Die Polycarbonatzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1, 4 bis 6, wobei das Pfropfpolymer von Styrol und Acrylnitril eine Shore Härte D von 54 oder weniger hat. The polycarbonate composition according to any one of claims 1, 4 to 6, wherein the graft polymer of styrene and acrylonitrile has a Shore hardness D of 54 or less.

Die Polycarbonatzusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Styrol-Acrylnitril-Copolymer ein Molekulargewicht im Bereich von 110.000 bis 120.000 g/mol hat. The polycarbonate composition according to claim 1 or 2, wherein the styrene-acrylonitrile copolymer has a molecular weight in the range of 110,000 to 120,000 g / mol.

Die Polycarbonatzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1, 2 oder 8, wobei das Styrol-Acrylnitril-Copolymer 65 bis 70 Gew.% Styrol und 30 bis 35 Gew.% Acrylnitril umfasst. The polycarbonate composition according to any one of claims 1, 2 or 8, wherein the styrene-acrylonitrile copolymer comprises 65 to 70% by weight of styrene and 30 to 35% by weight of acrylonitrile.

Die Polycarbonatzusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend Additive, die aus Lichtstabilisator, Hitzestabilisator, Antioxidans, oder Gemischen davon ausgewählt sind. The polycarbonate composition of any one of the preceding claims, further comprising additives selected from the group consisting of light stabilizer, heat stabilizer, antioxidant, or mixtures thereof.