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WO2001005883A1 - Compact and/or cellular polyurethane elastomers with nanoscale fillers - Google Patents

Compact and/or cellular polyurethane elastomers with nanoscale fillers Download PDF

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WO2001005883A1
WO2001005883A1 PCT/EP2000/006523 EP0006523W WO0105883A1 WO 2001005883 A1 WO2001005883 A1 WO 2001005883A1 EP 0006523 W EP0006523 W EP 0006523W WO 0105883 A1 WO0105883 A1 WO 0105883A1
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WO
WIPO (PCT)
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weight
parts
molecular weight
acid
nanoscale
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2000/006523
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German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Schneider
Joachim Wagner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
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Publication of WO2001005883A1 publication Critical patent/WO2001005883A1/en
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Ceased legal-status Critical Current

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    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
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    • C08G2110/0083Foam properties prepared using water as the sole blowing agent
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    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/011Nanostructured additives

Definitions

  • the invention relates to compact and / or cellular polyurethane elastomers (PUR elastomers) with nanoscale fillers and processes for their production.
  • PUR elastomers polyurethane elastomers
  • the invention relates to compact and / or cellular polyurethane elastomers which contain 0.01 to 20% by weight, preferably 0.2 to 10% by weight, of nanoscale SiO 2 .
  • the invention further relates to a method for producing such elastomers by reaction
  • nanoscale filler used is nanoscale SiO 2 or a filler which is present as nanoscale SiO in the resulting PUR elastomer by using a suitable process.
  • the PUR elastomers are preferably produced by the prepolymer process, with a polyaddition adduct containing isocyanate groups advantageously being produced in the first step from the higher molecular weight polyhydroxy compound (b) and at least one di- or polyisocyanate (a).
  • massive PUR elastomers made from prepolymers containing such isocyanate groups can be reacted with low molecular weight chain extenders and / or crosslinking agents (d) and / or higher molecular weight ones
  • Polyhydroxyl compounds (b) can be produced. If water or mixtures of water and optionally low molecular weight chain extenders and / or crosslinking agents (d) and / or higher molecular weight polyhydroxyl compounds (b) are used in the second step, microcellular PUR elastomers can be produced in this way.
  • low-boiling liquids which evaporate under the influence of the exothermic polyaddition reaction and advantageously have a boiling point under atmospheric pressure in the range from -40 to 120 ° C., preferably from 10 to 90 ° C., or Gases can be used as physical blowing agents or chemical blowing agents.
  • Dispersions of the nanoscale filler (c) in protic or aprotic solvents such as, for. B. water, methanol, ethanol, z ' so-propanol, ethanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, THF, diethyl ether, pentane, cyclopentane, hexane, heptane, toluene, acetone, 2-butanone or dilute acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid or phosphoric acid used and added to the higher molecular weight polyhydroxyl compound (b) and / or optionally to the low molecular weight chain extender and / or crosslinking agent (d).
  • the solvent of the dispersion can then optionally be removed, for example distilled off.
  • nanoscale filler (c) in solvents which are inert towards NCO groups, e.g. Acetone, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, hydrocarbons such as e.g. Pentane, hexane, heptane, cyclohexane, toluene used, these can also be added to the polyisocyanate (a) and / or optionally the prepolymer containing isocyanate groups.
  • NCO groups e.g. Acetone, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, hydrocarbons such as e.g. Pentane, hexane, heptane, cyclohexane, toluene used, these can also be added to the polyisocyanate (a) and / or optionally the prepolymer containing isocyanate groups.
  • the nanoscale filler can also be used as a powder, in which the primary particles of the filler can also be agglomerated, in the di- and / or polyisocyanate (a) and / or in the higher molecular weight polyhydroxyl compound (b) and / or optionally in the low molecular chain extension and / or crosslinking agent (d) can be introduced.
  • the shear forces that occur during the incorporation of the powder detach the primary particles from the nanoparticles present in the powder in agglomerated form, so that they are largely dispersed in the system component.
  • dispersing aids can also be used, e.g. in the article by P. Walstra: "Formation of Emulsions" in
  • Suitable starting components a) for the process according to the invention are aliphatic, cycloaliphatic, aromatic and heterocyclic polyisocyanates, such as those e.g. by W. Siefken in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, pages 75 to 136, for example those of the formula
  • Diphenylmethane-2,4'- and / or -4,4'-diisocyanate (MDI) or naphthylene-1,5-diisocyanate (NDI) are suitable.
  • triphenylmethane-4,4 ', 4 "-triisocyanate polyphenyl-polymethylene-polyisocyanates, such as those obtained from
  • ester-containing polyisocyanates as described in GB-PS 965,474 and 1,072,956, in US-PSt 3 567 763 and mentioned in DE-PS 12 31 688, reaction products of the above-mentioned isocyanates with acetals according to DE-PS 1 072 385 and polyisocyanates containing polymeric fatty acid esters according to US-PS 3 455 883.
  • distillation residues obtained in industrial isocyanate production and containing isocyanate groups optionally dissolved in one or more of the aforementioned polyisocyanates. It is also possible to use any mixtures of the aforementioned polyisocyanates.
  • polyisocyanates e.g. 2,4- and 2,6-tolylene diisocyanate and any mixtures of these isomers
  • TDI 2,4- and 2,6-tolylene diisocyanate and any mixtures of these isomers
  • CADI polyphenyl-polymethylene polyisocyanates, such as those produced by aniline-formaldehyde condensation and subsequent phosgenation, are (“crude MDI”), 4 , 4'- and / or 2,4'-diphenylmethane diisocyanate and carbodiimide groups,
  • Modified polyisocyanates containing urethane groups, aophanate groups, isocyanurate groups, urea groups or biuret groups, in particular those modified polyisocyanates derived from 2,4- and / or 2,6-tolylene diisocyanate or from 4,4'- and / or 2nd Derive 4'-diphenylmethane diisocyanate. Naphthylene-1,5-diisocyanate and mixtures of the polyisocyanates mentioned are also very suitable.
  • prepolymers containing isocyanate groups are particularly preferably used in the process according to the invention, which are prepared by reacting a partial amount or the total amount of at least one higher molecular weight
  • the prepolymers containing isocyanate groups are prepared by reacting exclusively higher molecular weight polyhydroxyl compounds (b) with the polyisocyanates (a), preferably 4,4'-MDI, 2,4-TDI and / or 1,5- NDI.
  • Difunctional polyhydroxyl compounds with a number average molecular weight of 500 to 6,000, preferably 800 to 3,500 and in particular 1,000 to 3,300, which are selected from the group of polyester polyols, hydroxyl-containing polycarbonates and polyoxyalkylene polyols, are particularly suitable for this purpose.
  • the prepolymers containing isocyanate groups can be prepared in the presence of catalysts. However, it is also possible to prepare the prepolymers containing isocyanate groups in the absence of catalysts and to incorporate these into the reaction mixture for producing the PUR elastomers.
  • Suitable higher molecular weight polyhydroxyl compounds b) are those having at least two H atoms reactive toward isocyanate groups; be preferred
  • Such polyether polyols can be prepared by known processes, for example by anionic polymerization of alkylene oxides in the presence of alkali metal hydroxides or alkali metal alcoholates as catalysts and with the addition of at least one starter molecule which contains 2 to 3 reactive hydrogen atoms, or by cationic polymerization of alkylene oxides in the presence of Lewis acids such as Antimony pentachloride or boron fluoride etherate.
  • Suitable alkylene oxides contain 2 to 4 carbon atoms in the alkylene radical.
  • Examples are tetrahydrofuran, 1,3-propylene oxide, 1,2- or 2,3-butylene oxide, preferably ethylene oxide and / or 1,2-propylene oxide are used.
  • the alkylene oxides can be used individually, alternately in succession or as mixtures. Come as a starter molecule
  • Water or dihydric and trihydric alcohols such as ethylene glycol, propanediol-1,2 and 1,3, diethylene glycol, dipropylene glycol, glycerol, trimethylotpropane etc.
  • the polyether polyols preferably polyoxypropylene-polyoxyethylene polyols, have a functionality from 2 to 3 and number average molecular weights from 500 to 8,000, preferably 800 to 3,500.
  • Suitable polyester polyols can be prepared, for example, from organic dicarboxylic acids with 2 to 12 carbon atoms, preferably aliphatic dicarboxylic acids with 4 to 6 carbon atoms and polyhydric alcohols, preferably diols, with 2 to 12 carbon atoms, preferably 2 carbon atoms.
  • dicarboxylic acids examples include: succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid.
  • the dicarboxylic acids can be used both individually and in a mixture with one another. Instead of the free dicarboxylic acids, the corresponding dicarboxylic acid derivatives, such as. B. dicarboxylic acid mono and / or diesters of alcohols having 1 to 4 carbon atoms or dicarboxylic acid anhydrides.
  • Dicarboxylic acid mixtures of succinic, glutaric and adipic acid are preferably used in proportions of, for example, 20 to 35/35 to 50/20 to 32 parts by weight, and in particular adipic acid. Examples of two- and multi-valued
  • Alcohols are ethanediol, diethylene glycol, 1,2- or 1,3-propanediol, dipropylene glycol, methyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol 1,6-hexanediol, neopentylglycol, 1.10 -Decanediol, glycerin, trimethylolpropane and pentaerythritol.
  • 1,2-ethanediol diethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, glycerol, trimethylolpropane or mixtures of at least two of the diols mentioned, in particular mixtures of ethanediol, 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol, glycerin and / or trimethylolpropane.
  • insert gases such as e.g. Nitrogen, carbon monoxide, helium, argon and also in the melt at temperatures from 150 to 300 ° C., preferably 180 to 230 ° C., if appropriate under reduced pressure, up to the desired acid number, which is advantageously less than 10, preferably less than 1 , be polycondensed.
  • the esterification mixture is polycondensed at the above-mentioned temperatures up to an acid number of 80 to 30, preferably 40 to 30, under normal pressure and then under a pressure of less than 500 mbar, preferably 10 to 150 mbar.
  • suitable esterification catalysts are iron, cadmium, cobalt, lead, zinc, antimony, magnesium, titanium and tin catalysts in the form of metals, metal oxides or metal salts.
  • the polycondensation can also be carried out in the liquid phase in the presence of diluents and / or entraining agents, e.g. Benzene, toluene, xylene or chlorobenzene, for azeotropic distillation of the water of condensation.
  • the organic polycarboxylic acids and / or their derivatives are polycondensed with polyhydric alcohols advantageously in a molar ratio of 1: 1 to 1.8, preferably 1: 1.05 to 1.2.
  • the polyester polyols obtained preferably have a functionality of 2 to 3, in particular 2 to 2.6 and a number average molecular weight of 400 to 6,000, preferably 800 to 3,500.
  • Suitable polyester polyols also include hydroxyl-containing polycarbonates.
  • Suitable polycarbonates containing hydroxyl groups are those of the type known per se which, for example, react with diols, such as 1,2-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, trioxyethylene glycol and / or tetraoxyethylene glycol
  • diols such as 1,2-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol
  • diethylene glycol trioxyethylene glycol and / or tetraoxyethylene glycol
  • Diaryl carbonates for example diphenyl carbonate, or phosgene can be produced.
  • the amount of the nanoscale filler is chosen so that the polyurethane elastomer according to the invention contains 0.01 to 20% by weight, preferably 0.2 to 10% by weight, of nanoscale SiO 2 .
  • the filler is preferably used in the process according to the invention as a dispersion, water or protic or aprotic organic solvents preferably being chosen as the dispersion medium, particularly preferably alcohols, in particular isopropanol. Mixtures of different solvents can of course also be used.
  • the solids content of the dispersions is preferably from 5 to 50% by weight, particularly preferably 15-40% by weight, the solid in the dispersion preferably being completely dispersed and not aggregated.
  • Dispersions which have a pH of 6 to 10, particularly preferably 7 to 9, are preferably used. It has been found that acidic dispersions are more difficult to process than neutral or slightly alkaline dispersions. The stability of the dispersion is ensured by the uniform charging of the surface of the dispersed particles.
  • Such dispersions of nanoparticles can be produced by methods known to those skilled in the art. For example, such
  • Aqueous suspensions of SiO 2 nanoparticles can be produced, for example, from silica using the sol-gel process.
  • the charge on the surface of the suspended particles can be adjusted by the pH of the solvent, for example anionic surfaces can be adjusted by a sufficiently alkaline medium.
  • Cationic top Areas can be obtained from this, for example, by pH drop, ie the introduction of the suspension in acetic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid or the like acidic solutions.
  • low molecular weight functional chain extenders and / or low molecular weight preferably trifunctional or tetrafunctional crosslinking agents or mixtures of chain extenders and crosslinking agents can be used.
  • Such chain extenders and crosslinking agents d) are used to modify the mechanical properties, in particular the hardness of the PUR elastomers.
  • Suitable chain extenders such as alkane diols, dialkylene glycols and polyalkylene polyols and crosslinking agents, e.g. Trihydric or tetravalent alcohols and oligomeric polyalkylene polyols with a functionality of 3 to 4, usually have molecular weights ⁇ 800, preferably from 18 to 400 and in particular from 60 to 300.
  • Alkane diols with 2 to 12, preferably, are preferably used as chain extenders 2, 3, 4 or 6 carbon atoms, e.g.
  • Dialkylene glycols with 4 to 8 carbon atoms e.g. Diethylene glycol and dipropylene glycol as well as polyoxyalkylene glycols.
  • Branched-chain and / or unsaturated alkanediols with usually no more than 12 carbon atoms such as e.g. 1,2-propanediol, 2-methyl-l, 2-propanediol, 2,2-dimethyl-l, 3-propanediol, 2-butyl-2-ethyl-l, 3-propanediol, 2-butene-l, 4- diol and 2-butyne-1,4-diol,
  • terephthalic acid with glycols having 2 to 4 carbon atoms such as, for example, terephthalic acid-bis-ethylene glycol or terephthalic acid-bis-1,4-butanediol, hydroxyalkylene ether of hydroquinone or resorcinol, for example 1,4-di- ( ⁇ -hydroxyethyl) - hydroquinone or 1,3- ( ⁇ -hydroxyethyl) resorcinol, alkanolamines with 2 to 12 carbon atoms such as ethanolamine, 2-aminopropanol and 3-amino-2,2-dimethylpropanol, N-alkyldialkanolamines, for example N-methyl and N-ethyl-diethanolamine, (cyclo) aliphatic diamines with 2 to 15 carbon atoms, such as 1,2-ethylenediamine, 1,3-propylenediamine, 1, 4-butylenediamine and 1,6-hexamethylened
  • Chloro-4,4'-diamino-diphenylmethane 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane
  • MOCA 3,5-diamino-4-chlorobenzoic acid ester
  • DETDA diethyltoluenediamine
  • 2,4- and 2,6-toluenediamine 3,5-diamino-4-chlorobenzoic acid ester
  • chain extenders and crosslinking agents d) are polyether polyols, preferably those with an average functionality of 2 to 8, a hydroxyl number from 200 to 1 240.
  • These polyether polyols which have proven themselves as chain extenders and crosslinking agents d), are e.g. Polyoxyethylene polyols started with 1,2-propanediol, water, trimethylolpropane with a hydroxyl number from 630 to 970 and / or with glycerol or trimethylolpropane or one
  • Glycerol / trimethylolpropane mixture started polyoxypropylene polyols with a hydroxyl number of 210 to 930.
  • polyether polyols are polyoxypropylene polyols with an average functionality of 4 to 8, preferably 4 to 6 and a hydroxyl number of 230 to 500, preferably from 250 to 380, which are obtained under Use of sucrose or sorbitol or mixtures of sucrose and sorbitol as starter molecules, water, propylene glycol, glycerol or mixtures of at least two of the co-starters mentioned additionally being able to be used as co-starters.
  • polyoxypropylene and / or polyoxyethylene polyols with a hydroxyl number of 450 to 750 which can be obtained by reacting pentaerythritol or a mixture of
  • Pentaerythritol and glycerol and / or trimethylolpropane advantageously in a molar ratio of pentaerythritol to glycerol and / or trimethylolpropane of 1: 1, with 1,2-propylene oxide or ethylene oxide.
  • Trifunctional and tetrafunctional alcohols such as glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol and trihydroxycyclohexane and tetrahydroxyalkylenediamines, for example tetra- (2-hydroxyethyl) ethylenediamine or tetra- (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, are also very suitable as crosslinking agents.
  • the compounds of component d) can be used in the form of mixtures or individually. Mixtures of chain extenders and crosslinking agents can also be used.
  • the structural components b) and d) can be varied in relatively wide quantitative ratios of the hardness of the PUR elastomers.
  • the required amounts of the structural components b) and d) can be determined experimentally in a simple manner. 0.5 to are advantageously used
  • tertiary amines such as triethylamine, tributylamine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, N, N, N ', N'-tetramethylethylene diamine, pentamethyl-diethylene triamine and higher homologs (DE-OS 26 24 527 and 26 24 528), 1,4-diaza-bicyclo (2,2,2) octane, N-methyl-N'-dimethylaminoethyl-piperazine, bis- (dimethylaminoalkyl) piperazines (DE-OS 26 36 787), N, N-dimethylbenzylamine, N, N-dimethylcyclohexylamine, N, N-diethylbenzylamine, bis- (N, N-diethylaminoethyl) adipate, N, N , N ', N'
  • Tertiary amines which have hydrogen atoms active against isocyanate groups as a catalyst are e.g. Triethanolamine, triisopropanolamine, N-methyl-diethanolamine, N-ethyl-diethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, their reaction products with alkylene oxides such as propylene oxide and / or ethylene oxide and secondary tertiary amines according to DE-OS 27 32 292 Silaamines with carbon-silicon bonds, as described in US Pat. No.
  • 3,620,984 can also be used as catalysts, for example 2,2,4-trimethyl-2-silamorpholine and 1,3-diethylaminomethyl-tetramethyl-disiloxane.
  • nitrogen-containing bases such as tetraalkylammonium hydroxides, furthermore alkali hydroxides such as sodium hydroxide, alkali phenolates such as sodium phenolate or alkali alcoholates such as
  • Hexahydrotriazines can also be used as catalysts (DE-OS 17 69 043).
  • the reaction between NCO groups and Zerewitinoff-active hydrogen atoms is also greatly accelerated by lactams and azalactams, an association being initially formed between the lactam and the compound with acidic hydrogen.
  • Such associates and their catalytic action are described in DE-OS 20 62 286, 20 62 289, 21 17 576, 21 29 198, 23 30 175 and 23 30 211.
  • organic metal compounds in particular organic tin compounds, can also be used as catalysts.
  • sulfur-containing compounds such as di-n-octyl-tin mercaptide (US Pat. No.
  • organic tin compounds which are preferably tin (II) salts of carboxylic acids such as tin (II) acetate and tin (II) octoate , Tin (II) ethylhexoate and tin (II) laurate and tin (IV) compounds, for example dibutyltin oxide, dibutyltin dichloride, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin maleate or dioctyltin diacetate.
  • tin (II) salts of carboxylic acids such as tin (II) acetate and tin (II) octoate , Tin (II) ethylhexoate and tin (II) laurate and tin (IV) compounds, for example dibutyltin oxide, dibutyltin dichloride, dibutyltin diacetate,
  • the catalysts or catalyst combinations are generally used in an amount between about 0.001 and 10% by weight, in particular 0.01 to 1% by weight, based on the total amount of compounds having at least two hydrogen atoms which are reactive toward isocyanates.
  • compact PUR elastomers e.g. PUR cast elastomers are manufactured.
  • blowing agent f For the production of cellular, preferably microcellular PUR elastomers, water is used as blowing agent f), which in situ with the organic polyisocyanates a) or with prepolymers having isocyanate groups to form
  • the build-up components b) and d) or the dispersions containing the inorganic nanoscale fillers may be water-based and / or because of their composition, in some cases it is not necessary to add water separately to the build-up components b), d) or the reaction mixture. However, if water has to be added to the polyurethane formulation in order to set the desired density, this is usually in
  • Substances which evaporate under the influence of the exothermic polyaddition reaction and which advantageously have a boiling point under normal pressure in the range from -40 to 120 ° C., preferably from 10 to 90 ° C., are used as physical blowing agents.
  • organic blowing agents come e.g. Acetone, ethyl acetate, halogen-substituted alkanes such as methylene chloride, chloroform, ethylidene chloride,
  • a blowing effect can also be achieved by adding compounds which are released at temperatures above room temperature with the elimination of gases, for example nitrogen and / or
  • Carbon dioxide decompose like azo compounds e.g. Azodicarbonamide or azoisobutyronitrile, or salts such as ammonium bicarbonate, ammonium carbamate or ammonium salts of organic carboxylic acids, e.g. the monoammonium salts of malonic acid, boric acid, formic acid or acetic acid.
  • azo compounds e.g. Azodicarbonamide or azoisobutyronitrile
  • salts such as ammonium bicarbonate, ammonium carbamate or ammonium salts of organic carboxylic acids, e.g. the monoammonium salts of malonic acid, boric acid, formic acid or acetic acid.
  • Liquid or gas mixtures or as gas-liquid mixtures can depend on the density that you want to achieve and the amount of water used. The required amounts can easily be determined experimentally. Satisfactory results usually provide amounts of solids of 0.5 to 35 parts by weight, preferably 2 to 15 parts by weight, liquid amounts of
  • the gas loading with, for example, air, carbon dioxide, nitrogen and / or helium can be carried out both via the higher molecular weight polyhydroxyl compound b), via the low molecular chain extender and / or crosslinking agent d) and also via the polyisocyanates a) or via a) and b) and if necessary, d).
  • Additives g) can optionally be incorporated into the reaction mixture for producing the compact and / or cellular PUR elastomers.
  • examples include surface-active additives such as emulsifiers, foam stabilizers, cell regulators, flame retardants, nucleating agents, oxidation retarders, stabilizers, lubricants and mold release agents, dyes, dispersants and pigments.
  • the emulsifiers are e.g. the sodium salts of castor oil sulfonates or salts of fatty acids with amines such as oleic acid diethylamine or stearic acid diethanolamine in question. Also alkali or ammonium salts of
  • Sulphonic acids such as dodecylbenzenesulphonic acid or dinaphthylmethane disulphonic acid or fatty acids such as ricinoleic acid or polymeric fatty acids can also be used as surface-active additives.
  • Foam stabilizers in particular are polyether siloxanes, especially water-soluble representatives. These compounds are generally constructed in such a way that a copolymer of ethylene oxide and propylene oxide is linked to a polydimethylsiloxane radical. Such foam stabilizers are e.g. in U.S. Patents 2,834,748, 2,917,480 and 3,629,308.
  • polysiloxane-polyoxyalkylene copolymers branched via AUophanate groups in accordance with DE-OS 25 58 523.
  • Other organospolysiloxanes, oxyethylated alkylphenols, oxyethylated fatty alcohols, paraffin oils, castor oil or ricinoleic acid esters, turkish red oil and peanut oil and cell regulators such as paraffin oil are also suitable , Fatty alcohols and dimethylpolysiloxanes.
  • Oligomeric polyacrylates with polyoxyalkylene and fluoroalkane radicals are also suitable as side groups for improving the emulsifying effect, the dispersion of the filler, the cell structure and / or for stabilizing them.
  • the surface-active substances are usually used in amounts of 0.01 to 5 Parts by weight, based on 100 parts by weight of the higher molecular weight polyhydroxyl compounds b) applied.
  • Reaction retarders for example acidic substances such as hydrochloric acid, or organic acids and acid halides, cell regulators known per se such as paraffins or fatty alcohols or dimethylpolysiloxanes as well as pigments or dyes and flame retardants known per se, for example tris-chloroethyl phosphate, tricresyl phosphate or ammonium phosphate and -polyphosphate, also stabilizers against aging and weather influences, plasticizers and fungistatic and bacteriostatic substances.
  • the PUR elastomers according to the invention can be produced in several variants.
  • mixtures of higher molecular weight polyhydroxyl compound b), optionally low molecular weight chain extender and / or crosslinking agent d) and optionally chemical blowing agents, preferably water can be reacted with organic polyisocyanates a).
  • prepolymers containing isocyanate groups from a), b) and c) are reacted with chain extenders and or crosslinking agents d), or with mixtures of subsets of b) and d), or mixtures of d) and Water, or preferably with mixtures of subsets of b), d) and water.
  • the components are reacted in amounts such that the equivalence ratio of the NCO groups of the polyisocyanates a) to the sum of the isocyanate group-reactive hydrogens of components b), c), d) and such as any chemical blowing agent used is 0.8: 1 to 1.2: 1, preferably 0.95: 1 to 1.15: 1 and in particular 1.00: 1 to 1.10: 1.
  • Solvent or in a mixture of protic and or aprotic solvents of the higher molecular weight polyhydroxyl compound b) and / or optionally the low molecular weight chain extender and / or crosslinking agent d) is added and the solvent of component c) is optionally distilled off.
  • Suitable solvents are e.g.
  • dispersions of nanoscale filler c) in solvents which are inert to NCO groups such as acetone, tetrahydrofuran or hydrocarbons, e.g. Pentane, hexane, heptane, cyclohexane, toluene, the polyisocyanate a) or an isocyanate group-containing prepolymer.
  • the filler can also be in the form of a powder, in which the primary particles of the filler can also be agglomerated, in the di- and / or polyisocyanate a) and / or in the higher molecular weight polyhydroxyl compound b) and / or optionally in the low molecular chain extender and / or Crosslinking agents d) are introduced.
  • Powder in agglomerated form the nanoparticles present the primary particles so that they are dispersed in the system component.
  • dispersion technology care must be taken that fillers in which there are strong interactions between the primary particles are redispersed at high shear rates; apparatus suitable for this are known to the person skilled in the art (G.W. Becker,
  • PUR elastomers is generally 0.1 to 20% by weight, preferably 0.2 to 10% by weight, particularly preferably 0.3-10% by weight.
  • the PUR elastomers according to the invention can be prepared by the processes described in the literature, e.g. the one-shot or the prepolymer process, with the aid of mixing devices known in principle to the person skilled in the art. They are preferably produced by the prepolymer process.
  • the starting components are mixed homogeneously in the absence of blowing agents f), usually at a temperature of 80 to 160 ° C., preferably 110 to 150 ° C., and the reaction mixture is introduced into an open, optionally tempered mold and allowed to harden.
  • the structural components are mixed in the same way in the presence of blowing agents f), preferably water, and poured into the mold, which may be tempered. After filling, the mold is closed and the reaction mixture is left under compression, e.g.
  • Foam with a degree of compaction from 1.1 to 8, preferably from 1.2 to 6 and in particular 2 to 4 to form shaped articles.
  • the demolding times include depending on the temperature and geometry of the mold and the reactivity of the reaction mixture and are usually
  • compact PUR elastomers according to the invention have a density of 1.1 to 1.8 g / cm 3 (for comparison: corresponding filler-free products have a density of 1.0 to 1.4 g / cm 3 , preferably 1.1 up to 1.25 g / cm).
  • Cellular PUR elastomers according to the invention have densities of 0.2 to 1.8 g / cm, preferably 0.35 to 1 g / cm.
  • the PUR elastomers according to the invention show increased heat resistance under dynamic stress and can therefore be used up to a higher temperature range. At higher temperatures (> 80 ° C) they show a lower loss factor (tan ⁇ ) compared to the elastomer not filled with nanoscale fillers. The crystallization in the soft segment and in the hard segment of the elastomers according to the invention is increased by the nanoscale filler.
  • the PUR elastomers according to the invention are used for the production of moldings, preferably for mechanical engineering and the transport sector.
  • the cellular PUR elastomers are particularly suitable for the manufacture of damping and spring elements, for example for means of transport, preferably motor vehicles, buffers and cover layers.
  • the compact PUR elastomers are suitable, for example, for use in tires, rolls and rollers, as roller coatings or for the production of belts.
  • the nanoscale filler was in the form of a 30.2% by weight SiO 2 with an average particle size of approx. 9 nm and a specific surface area of 300 m 2 / g in dispersion containing isopropanol with a pH of 8- 9 used (Organosol ® 300, Bayer AG).
  • the crosslinker component consisted of 80.74% by weight of a poly (ethanediol-1,4-butanediol adipate) (molar ratio of ethanediol: 1,4-butanediol: adipic acid 1: 1: 2), 8.68% by weight of water , 8.68% by weight sodium salt of sulfated castor oil
  • reaction mixture was then poured into a closable, metallic molding tool heated to 90 ° C., the molding tool was sealed and the reaction mixture was allowed to harden. After 25 minutes, the microcellular molded body was removed from the mold and heat-treated at 110 ° C. for 16 hours for thermal post-curing.
  • the crosslinker component consisted of 84.74% by weight of a poly (ethanediol adipate), 15.26% by weight of 1,4-butanediol and 100 ppm of dibutyltin dilaurate.
  • the crosslinker component consisted of 1,4-butanediol.
  • the solid molded body was demolded for minutes and annealed at 110 ° C for 16 hours for thermal post-curing.
  • the crosslinker component consisted of 80.74% by weight of a poly (ethanediol-1,4-butanediol adipate) (molar ratio of ethanediol: 1,4-butanediol: adipic acid 1: 1: 2), 8.68% by weight of water, 8 , 68% by weight sodium salt of sulfated castor oil (manufacturer: Rheinchemie), 1.74% by weight of a mixture of ethoxylated oleic and ricinoleic acid with an average of 9 oxyethyl units and the monoethanolamine salt of n-alkylbenzenesulfonic acid with C 9 to cis Alkyl residues (manufacturer: Rheinchemie) and 1.27% by weight dimethylcyclohexylamine.
  • a poly ethanediol-1,4-butanediol adipate
  • Example 1 a) Preparation of a prepolymer containing isocyanate groups and containing SiO 2 nanoparticles and based on 1,5-NDI
  • the crosslinker component consisted of 80.74% by weight of a poly (ethanediol-1,4-butanediol adipate) (molar ratio of ethanediol: 1,4-butanediol: adipic acid 1: 1: 2), 8.68
  • % By weight of water, 8.68% by weight of sodium salt of sulfated castor oil (manufacturer: Rheinchemie), 1.74% by weight of a mixture of ethoxylated oleic and ricinoleic acids with an average of 9 oxyethyl units and the monoethanolamine salt of n-alkylbenzenesulfonic acid C ⁇ > - C ⁇ to 5 alkyl groups (manufactured by Rhein Chemie) and 1.27 wt .-% of dimethylcyclohexylamine.
  • the mold was closed and the reaction mixture was allowed to harden. After 25 minutes, the microcellular molded body was removed from the mold and annealed at 110 ° C. for 16 hours for thermal post-curing.
  • Example 2 a) Preparation of a prepolymer containing 4,4'-MDI and containing isocyanate groups and containing SiO 2 nanoparticles
  • 1,000 parts by weight (0.5 mol) of a poly (ethanediol adipate) with a number average molecular weight of 2,000 (calculated from the experimentally determined hydroxyl number) were 30.2% by weight with 195.1 parts by weight Dispersion of SiO 2 (average particle diameter approx. 9 nm) in iso-propanol is added with vigorous stirring and the iso-propanol is distilled off in vacuo at 80 ° C. The mixture was then heated to 50 ° C. and 149.9 parts by weight (0.86 mol) of 4,4′-MDI were added at this temperature, with vigorous stirring, and the mixture was reacted.
  • the mold was closed and the reaction mixture was allowed to harden. After 25 minutes, the massive molded body was removed from the mold and annealed at 120 ° C. for 16 hours for thermal post-curing.
  • the massive molded body was demolded for minutes and annealed at 120 ° C for 16 hours for thermal post-curing.
  • the crosslinker component consisted of 80.74% by weight of a poly (ethanediol-1,4-butanediol adipate) (molar ratio of ethanediol: 1,4-butanediol: adipic acid 1: 1: 2), 8.68% by weight of water, 8 , 68% by weight sodium salt of sulfated castor oil (manufacturer: Rheinchemie), 1.74% by weight of a mixture of ethoxylated oleic and ricinoleic acid with an average of 9 oxyethyl units and the monoethanolamine salt of n-alkylbenzenesulfonic acid with C 9 - to C, 5 Alkyl residues (manufacturer: Rheinchemie) and 1.27% by weight dimethylcyclohexylamine.
  • a poly ethanediol-1,4-butanediol adipate
  • the crosslinker component consisted of 80.74% by weight of a poly (ethanediol-1,4-butanediol adipate) (molar ratio of ethanediol: 1,4-butanediol: adipic acid 1: 1: 2), 8.68% by weight of water, 8 , 68% by weight sodium salt of sulfated castor oil (manufacturer: Rheinchemie), 1.74% by weight of a mixture of ethoxylated oleic and ricinoleic acid with an average of 9 oxyethyl units and the monoethanolamine salt of n-alkylbenzenesulfonic acid with Cg to cis alkyl residues ( Manufacturer: Rheinchemie) and 1.27% by weight dimethylcyclohexylamine.
  • a poly ethanediol-1,4-butanediol adipate
  • the mechanical properties of the elastomers produced in the examples are summarized in the table below.
  • the compression set was measured based on DIN 53 572; Tensile strength and elongation at break were in
  • Tab. 1 Static and dynamic properties of the solid and cellular PUR elastomers according to comparative examples u
  • the nanoscale filler is not aggregated and completely dispersed in the polymer material.

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Abstract

The invention relates to compact and/or cellular polyurethane elastomers (PUR elastomers) with nanoscale fillers, and to methods for producing the same.

Description

Kompakte und/oder zellige Polyurethanelastomere mit nanoskaligen FüllstoffenCompact and / or cellular polyurethane elastomers with nanoscale fillers

Gegenstand der Erfindung sind kompakte und/oder zellige Polyurethanelastomere (PUR-Elastomere) mit nanoskaligen Füllstoffen sowie Verfahren zu deren Her- Stellung.The invention relates to compact and / or cellular polyurethane elastomers (PUR elastomers) with nanoscale fillers and processes for their production.

Die Herstellung von kompakten oder zelligen, z.B. mikrozellularen, PUR- Elastomeren ist seit langem aus zahlreichen Patent- und Literaturveröffentlichungen bekannt. Eine Übersicht über PUR-Elastomere, ihre Eigenschaften und An- Wendungen wird z. B. in G.W. Becker, D. Braun (Hrsg.): „Kunststoff-Handbuch",The production of compact or cellular, e.g. Microcellular, PUR elastomers have long been known from numerous patent and literature publications. An overview of PUR elastomers, their properties and applications is given e.g. B. in G.W. Becker, D. Braun (ed.): "Plastic manual",

Band 7, 3. Auflage, Carl-Hanser- Verlag, München, Wien 1993, S. 417-513 gegeben.Volume 7, 3rd edition, Carl-Hanser-Verlag, Munich, Vienna 1993, pp. 417-513.

Es wurde nun gefunden, daß sich unter Verwendung von nanoskaligem SiO2 kompakte oder mikrozellulare PUR-Elastomere mit einem verbesserten Eigenschafts- profil, insbesondere mit hoher thermischer Stabilität im dynamisch belastbaren Zustand, herstellen lassen. Dabei führen schon niedrige Gehalte an Nanoteilchen, beispielsweise 0,01 bis 20 Gew.-% (bezogen auf PUR-Elastomer), zu einer eindeutigen Verbesserung des Eigenschaftsprofils, insbesondere der Hochtemperaturbeständigkeit.It has now been found that compact or microcellular PUR elastomers with an improved property profile, in particular with high thermal stability in a dynamically resilient state, can be produced using nanoscale SiO 2 . Even low levels of nanoparticles, for example 0.01 to 20% by weight (based on PUR elastomer), lead to a clear improvement in the property profile, in particular the high temperature resistance.

Gegenstand der Erfindung sind kompakte und/oder zellige Polyurethanelastomere, die 0,01 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 0,2 bis 10 Gew.-% nanoskaliges SiO2 enthalten. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung solcher Elastomere durch UmsetzungThe invention relates to compact and / or cellular polyurethane elastomers which contain 0.01 to 20% by weight, preferably 0.2 to 10% by weight, of nanoscale SiO 2 . The invention further relates to a method for producing such elastomers by reaction

a) eines Di- und/oder Polyisocyanats mit b) höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen, c) einem nanoskaligen Füllstoffa) a di- and / or polyisocyanate with b) higher molecular weight polyhydroxyl compounds, c) a nanoscale filler

und gegebenenfallsand if necessary

d) niedermolekularen Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmitteln, e) Katalysatoren, f) Treibmitteln und g) Zusatzstoffen,d) low molecular weight chain extenders and / or crosslinking agents, e) catalysts, f) blowing agents and g) additives,

das dadurch gekennzeichnet ist, daß als nanoskaliger Füllstoff nanoskaliges SiÜ2 oder ein Füllstoff, der durch Anwendung eines geeigneten Verfahrens im resultierenden PUR-Elastomer als nanoskaliges SiO vorliegt, verwendet wird.which is characterized in that the nanoscale filler used is nanoscale SiO 2 or a filler which is present as nanoscale SiO in the resulting PUR elastomer by using a suitable process.

Bevorzugt werden die PUR-Elastomere nach dem Prepolymer- Verfahren hergestellt, wobei zweckmäßigerweise im ersten Schritt aus der höhermolekularen Polyhy- droxylverbindung (b) und mindestens einem Di- oder Polyisocyanat (a) ein Iso- cyanatgruppen aufweisendes Polyadditionsaddukt hergestellt wird. Im zweiten Schritt können massive PUR-Elastomere aus derartigen Isocyanatgruppen aufweisenden Prepolymeren durch Umsetzung mit niedermolekularen Kettenver- längerungsmitteln und/oder Vernetzungsmitteln (d) und/oder höhermolekularenThe PUR elastomers are preferably produced by the prepolymer process, with a polyaddition adduct containing isocyanate groups advantageously being produced in the first step from the higher molecular weight polyhydroxy compound (b) and at least one di- or polyisocyanate (a). In the second step, massive PUR elastomers made from prepolymers containing such isocyanate groups can be reacted with low molecular weight chain extenders and / or crosslinking agents (d) and / or higher molecular weight ones

Polyhydroxylverbindungen (b) hergestellt werden. Werden im zweiten Schritt Wasser oder Mischungen aus Wasser und gegebenfalls niedermolekularen Kettenverlängerungsmitteln und/oder Vernetzungsmitteln (d) und/oder höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen (b) eingesetzt, können so mikrozellulare PUR- Elastomere hergestellt werden. Als Treibmittel können anstelle von Wasser oder vorzugsweise in Kombination mit Wasser auch niedrigsiedende Flüssigkeiten, die unter dem Einfluß der exothermen Polyadditionsreaktion verdampfen und vorteilhafterweise einen Siedepunkt unter Normaldruck im Bereich von -40 bis 120°C, vorzugsweise von 10 bis 90°C besitzen, oder Gase als physikalisch wirkende Treibmittel oder chemisch wirkende Treibmittel eingesetzt werden.Polyhydroxyl compounds (b) can be produced. If water or mixtures of water and optionally low molecular weight chain extenders and / or crosslinking agents (d) and / or higher molecular weight polyhydroxyl compounds (b) are used in the second step, microcellular PUR elastomers can be produced in this way. Instead of water or preferably in combination with water, low-boiling liquids which evaporate under the influence of the exothermic polyaddition reaction and advantageously have a boiling point under atmospheric pressure in the range from -40 to 120 ° C., preferably from 10 to 90 ° C., or Gases can be used as physical blowing agents or chemical blowing agents.

Im erfindungsgemäßen Verfahren werden bevorzugt Dispersionen des nanoskaligen Füllstoffs (c) in protischen oder aprotischen Lösungsmitteln, wie z. B. Wasser, Methanol, Ethanol, z'so-Propanol, Ethandiol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, THF, Di- ethylether, Pentan, Cyclopentan, Hexan, Heptan, Toluol, Aceton, 2-Butanon oder verdünnten Säuren wie Salzsäure, Schwefelsäure, Essigsäure oder Phosphorsäure eingesetzt und der höhermolekularen Polyhydroxylverbindung (b) und/oder gegeben- falls dem niedermolekularen Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel (d) zugesetzt. Das Lösungsmittel der Dispersion kann anschließend gegebenenfalls entfernt, z.B. abdestilliert werden.Dispersions of the nanoscale filler (c) in protic or aprotic solvents, such as, for. B. water, methanol, ethanol, z ' so-propanol, ethanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, THF, diethyl ether, pentane, cyclopentane, hexane, heptane, toluene, acetone, 2-butanone or dilute acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid or phosphoric acid used and added to the higher molecular weight polyhydroxyl compound (b) and / or optionally to the low molecular weight chain extender and / or crosslinking agent (d). The solvent of the dispersion can then optionally be removed, for example distilled off.

Werden Dispersionen des nanoskaligen Füllstoffs (c) in gegenüber NCO-Gruppen inerten Lösungsmitteln, wie z.B. Aceton, Tetrahydrofuran, 1,4-Dioxan, Kohlenwasserstoffen wie z.B. Pentan, Hexan, Heptan, Cyclohexan, Toluol verwendet, so können diese auch dem Polyisocyanat (a) und/oder gegebenenfalls dem isocyanat- gruppenhaltigen Prepolymer zugesetzt werden.Are dispersions of the nanoscale filler (c) in solvents which are inert towards NCO groups, e.g. Acetone, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, hydrocarbons such as e.g. Pentane, hexane, heptane, cyclohexane, toluene used, these can also be added to the polyisocyanate (a) and / or optionally the prepolymer containing isocyanate groups.

Der nanoskalige Füllstoff kann jedoch auch als Pulver, in dem die Primärteilchen des Füllstoffs auch agglomeriert vorliegen können, in das Di- und/oder Polyisocyanat (a) und/oder in die höhermolekulare Polyhydroxylverbindung (b) und/oder gegebenfalls in die niedermolekularen Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel (d) eingebracht werden. Die beim Einarbeiten des Pulvers auftretenden Scherkräfte lösen aus den im Pulver in agglomerierter Form vorliegenden Nanoteilchen die Primärteilchen heraus, so daß diese in der Systemkomponente weitgehend dispergiert vorliegen. Gegebenenfalls können dazu auch Dispergierhilfsmittel eingesetzt werden, wie sie z.B. in dem Artikel von P. Walstra: „Formation of Emulsions" inHowever, the nanoscale filler can also be used as a powder, in which the primary particles of the filler can also be agglomerated, in the di- and / or polyisocyanate (a) and / or in the higher molecular weight polyhydroxyl compound (b) and / or optionally in the low molecular chain extension and / or crosslinking agent (d) can be introduced. The shear forces that occur during the incorporation of the powder detach the primary particles from the nanoparticles present in the powder in agglomerated form, so that they are largely dispersed in the system component. If necessary, dispersing aids can also be used, e.g. in the article by P. Walstra: "Formation of Emulsions" in

„Encyclopedia of Emulsions Technology", Vol. 1, Decker- Verlag, New York, Basel, 1983 beschrieben sind."Encyclopedia of Emulsions Technology", vol. 1, Decker-Verlag, New York, Basel, 1983.

Als Ausgangskomponente a) für das erfmdungsgemäße Verfahren eignen sich aliphatische, cycloaliphatische, aromatische und heterocyclische Polyisocyanate, wie sie z.B. von W. Siefken in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, Seiten 75 bis 136, beschrieben werden, beispielsweise solche der FormelSuitable starting components a) for the process according to the invention are aliphatic, cycloaliphatic, aromatic and heterocyclic polyisocyanates, such as those e.g. by W. Siefken in Justus Liebigs Annalen der Chemie, 562, pages 75 to 136, for example those of the formula

Q (NCO)n in der n = 2-4, vorzugsweise 2, und Q einen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 2-18, vorzugsweise 6-10 C-Atomen, einen cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 4-15, vorzugsweise 5-10 C-Atomen, einen aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 6-15, vorzugsweise 6-13 C-Atomen, oder einen araliphatischen Kohlenwasser- Stoffrest mit 8-15, vorzugsweise 8-13 C-Atomen, bedeuten, z.B. Ethylendiisocyanat,Q (NCO) n in which n = 2-4, preferably 2, and Q is an aliphatic hydrocarbon radical with 2-18, preferably 6-10 C atoms, a cycloaliphatic hydrocarbon radical with 4-15, preferably 5-10 C atoms, an aromatic hydrocarbon radical with 6 -15, preferably 6-13 C atoms, or an araliphatic hydrocarbon radical with 8-15, preferably 8-13 C atoms, for example ethylene diisocyanate,

1,4-Tetramethylendiisocyanat, 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat (HDI), 1,12- Dodecandiisocyanat, Cyclobutan-l,3-diisocyanat, Cyclohexan- 1,3- und -1,4- diisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, l-Isocyanato-3,3,5-tri- methyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan (DE-AS 1 202 785, US-PS 3 401 190), 2,4- und 2,6-Hexahydrotoluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren,1,4-tetramethylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate (HDI), 1,12-dodecane diisocyanate, cyclobutane-l, 3-diisocyanate, cyclohexane-1,3- and -1,4-diisocyanate and any mixtures of these isomers, l- Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexane (DE-AS 1 202 785, US Pat. No. 3,401,190), 2,4- and 2,6-hexahydrotoluenediisocyanate and any mixtures of these isomers,

Hexahydro-1,3- und -1,4-phenylen-diisocyanat, Perhydro-2,4'- und -4,4'-diphenyl- methan-diisocyanat, 1,3- und 1 ,4-Phenylendiisocyanat (DE-OS 196 27 907), 1,4- Duroldiisocyanat (DDI), 4,4'-Stilbendiisocyanat (DE-OS 196 28 145), 3,3'-Dimethyl- 4,4'-biphenylendiisocyanat (TODI, DE-OS 195 09 819), 2,4- und 2,6- Toluylendiisocyanat (TDI) sowie beliebige Gemische dieser Isomeren,Hexahydro-1,3- and -1,4-phenylene diisocyanate, perhydro-2,4'- and -4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 1,3- and 1,4-phenylene diisocyanate (DE-OS 196 27 907), 1,4-durol diisocyanate (DDI), 4,4'-stilbene diisocyanate (DE-OS 196 28 145), 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisocyanate (TODI, DE-OS 195 09 819), 2,4- and 2,6-tolylene diisocyanate (TDI) and any mixtures of these isomers,

Diphenylmethan-2,4'- und/oder -4,4'-diisocyanat (MDI) oder Naphthylen-1,5- diisocyanat (NDI) geeignet.Diphenylmethane-2,4'- and / or -4,4'-diisocyanate (MDI) or naphthylene-1,5-diisocyanate (NDI) are suitable.

Ferner kommen beispielsweise erfindungsgemäß in Frage: Triphenylmethan-4,4',4"- triisocyanat, Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanate, wie sie durch Anilin-Furthermore, according to the invention, for example, triphenylmethane-4,4 ', 4 "-triisocyanate, polyphenyl-polymethylene-polyisocyanates, such as those obtained from

Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung erhalten und z.B. in GB-PS 874 430 und GB-PS 848 671 beschrieben werden, m- und p-Isocyanato- phenylsulfonylisocyanate gemäß US-PS 3 454 606, perchlorierte Arylpolyiso- cyanate, wie sie in US-PS 3 277 138 beschrieben werden, Carbodiimidgruppen auf- weisende Polyisocyanate, wie sie in US-PS 3 152 162 sowie in DE-OS 25 04 400, 25Obtain formaldehyde condensation and subsequent phosgenation and e.g. described in GB-PS 874 430 and GB-PS 848 671, m- and p-isocyanatophenylsulfonyl isocyanates according to US Pat. No. 3,454,606, perchlorinated aryl polyisocyanates as described in US Pat. No. 3,277,138 have carbodiimide groups - Pointing polyisocyanates such as those in US Pat. No. 3,152,162 and in DE-OS 25 04 400, 25

37 685 und 25 52 350 beschrieben werden, Norbornan-diisocyanate gemäß US-PS 3 492 301, Allophanatgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie in GB-PS 994 890, der BE-PS 761 626 und NL-A 7 102 524 beschrieben werden, Isocyanuratgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie in US-PS 3 001 9731, in DE-PS 10 22 789, 12 22 067 und 1 027 394 sowie in DE-OS 1 929 034 und 2 004 048 beschrieben werden, Urethangruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in der BE-PS 752 261 oder in US-PS 3 394 164 und 3 644 457 beschrieben werden, acylierte Harnstoffgruppen aufweisende Polyisocyanate gemäß DE-PS 1 230 778, Biuretgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie in US-PS 3 124 605, 3 201 372 und 3 124 605 sowie in GB-PS 889 050 beschrieben werden, durch Telomerisationsreaktionen hergestellte Polyisocyanate, wie sie in US-PS 3 654 106 beschrieben werden, Estergruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie in GB-PS 965 474 und 1 072 956, in US-PSt 3 567 763 und in DE-PS 12 31 688 genannt werden, Umsetzungsprodukte der obengenannten Isocyanate mit Acetalen gemäß DE-PS 1 072 385 und polymere Fettsäureester enthaltende Polyisocyanate gemäß US-PS 3 455 883.37 685 and 25 52 350 are described, norbornane diisocyanates according to US Pat. No. 3,492,301, polyisocyanates containing allophanate groups, as described in GB Pat. No. 994,890, BE Pat. No. 761,626 and NL-A 7 102 524, isocyanurate groups containing polyisocyanates, as described in US Pat. No. 3,001,973, in German Pat. Nos. 10 22 789, 12 22 067 and 1 027 394 and in DE-OS 1 929 034 and 2 004 048, polyisocyanates containing urethane groups, as described for example in BE-PS 752 261 or described in US Pat. Nos. 3,394,164 and 3,644,457, polyisocyanates containing acylated urea groups according to DE-PS 1,230,778, polyisocyanates containing biuret groups, as described in US Pat. Nos. 3,124,605, 3,201,372 and 3,124,605 and in GB-PS 889 050, polyisocyanates prepared by telomerization reactions as described in US Pat. No. 3,654,106, ester-containing polyisocyanates as described in GB-PS 965,474 and 1,072,956, in US-PSt 3 567 763 and mentioned in DE-PS 12 31 688, reaction products of the above-mentioned isocyanates with acetals according to DE-PS 1 072 385 and polyisocyanates containing polymeric fatty acid esters according to US-PS 3 455 883.

Es ist auch möglich, die bei der technischen Isocyanatherstellung anfallenden, Iso- cyanatgruppen aufweisenden Destillationsrückstände, gegebenenfalls gelöst in einem oder mehreren der vorgenannten Polyisocyanate, einzusetzen. Ferner ist es möglich, beliebige Mischungen der vorgenannten Polyisocyanate zu verwenden.It is also possible to use the distillation residues obtained in industrial isocyanate production and containing isocyanate groups, optionally dissolved in one or more of the aforementioned polyisocyanates. It is also possible to use any mixtures of the aforementioned polyisocyanates.

Bevorzugt eingesetzt werden die technisch leicht zugänglichen Polyisocyanate, z.B. das 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren ("TDI"), Polyphenyl-polymethylen-polyisocyanate, wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende Phosgenierung hergestellt, werden ("rohes MDI"), 4,4'- und/oder 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat und Carbodiimidgruppen,The technically easily accessible polyisocyanates, e.g. 2,4- and 2,6-tolylene diisocyanate and any mixtures of these isomers ("TDI"), polyphenyl-polymethylene polyisocyanates, such as those produced by aniline-formaldehyde condensation and subsequent phosgenation, are ("crude MDI"), 4 , 4'- and / or 2,4'-diphenylmethane diisocyanate and carbodiimide groups,

Urethangrupppen, AUophanatgruppen, Isocyanuratgruppen, Harnstoffgruppen oder Biuretgruppen aufweisenden Polyisocyanate ("modifizierte Polyisocyanate"), insbesondere solche modifizierten Polyisocyanate, die sich vom 2,4- und/oder 2,6- Toluylendiisocyanat bzw. vom 4,4'- und/oder 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat ab- leiten. Gut geeignet sind auch Naphthylen-l,5-diisocyanat und Gemische der genannten Polyisocyanate.Polyisocyanates ("modified polyisocyanates") containing urethane groups, aophanate groups, isocyanurate groups, urea groups or biuret groups, in particular those modified polyisocyanates derived from 2,4- and / or 2,6-tolylene diisocyanate or from 4,4'- and / or 2nd Derive 4'-diphenylmethane diisocyanate. Naphthylene-1,5-diisocyanate and mixtures of the polyisocyanates mentioned are also very suitable.

Besonders bevorzugt werden im erfindungsgemäßen Verfahren jedoch Isocyanat- gruppen aufweisende Prepolymere verwendet, die hergestellt werden durch Um- Setzung einer Teilmenge oder der Gesamtmenge mindestens einer höhermolekularenHowever, prepolymers containing isocyanate groups are particularly preferably used in the process according to the invention, which are prepared by reacting a partial amount or the total amount of at least one higher molecular weight

Polyhydroxylverbindung (b) oder einer Teilmenge oder der Gesamtmenge der Mischung aus (b) mit mindestens einem niedermolekularen Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel (d) mit mindestens einem aromatischen Diisocyanat aus der Gruppe TDI, MDI, TODI, DIBDI, NDI, DDI, vorzugsweise mit 4,4'-MDI und/oder 2,4-TDI und/oder 1,5-NDI zu einem Urethangruppen, vorzugsweise Urethangruppen und Isocyanatgruppen aufweisenden Polyadditionsprodukt mit einem NCO-Gehalt von 0,05 bis 8,0 Gew.-%, vorzugsweise von 1,2 bis 7,5 Gew.-%.Polyhydroxyl compound (b) or a subset or the total amount of Mixture of (b) with at least one low molecular chain extender and / or crosslinking agent (d) with at least one aromatic diisocyanate from the group TDI, MDI, TODI, DIBDI, NDI, DDI, preferably with 4,4'-MDI and / or 2 , 4-TDI and / or 1,5-NDI to a urethane groups, preferably urethane groups and isocyanate groups containing polyaddition product with an NCO content of 0.05 to 8.0 wt .-%, preferably from 1.2 to 7.5 wt .-%.

Wie bereits ausgeführt wurde, können zur Herstellung der isocyanatgruppenhaltigen Prepolymeren Mischungen aus (b) und (d) verwendet werden. Nach einer bevorzugt angewandten Ausführungsform werden die Isocyanatgruppen enthaltenden Prepoly- mere jedoch hergestellt durch Umsetzung von ausschließlich höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen (b) mit den Polyisocyanaten (a), vorzugsweise 4,4'-MDI, 2,4- TDI und/oder 1,5-NDI. Insbesondere geeignet hierfür sind difunktionelle Polyhydroxylverbindungen mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 500 bis 6 000, vorzugsweise von 800 bis 3 500 und insbesondere von 1 000 bis 3 300, die ausgewählt werden aus der Gruppe der Polyesterpolyole, der hydroxylgruppenhaltigen Polycarbonate und Polyoxyalkylenpolyole.As already stated, mixtures of (b) and (d) can be used to prepare the prepolymers containing isocyanate groups. According to a preferred embodiment, the prepolymers containing isocyanate groups are prepared by reacting exclusively higher molecular weight polyhydroxyl compounds (b) with the polyisocyanates (a), preferably 4,4'-MDI, 2,4-TDI and / or 1,5- NDI. Difunctional polyhydroxyl compounds with a number average molecular weight of 500 to 6,000, preferably 800 to 3,500 and in particular 1,000 to 3,300, which are selected from the group of polyester polyols, hydroxyl-containing polycarbonates and polyoxyalkylene polyols, are particularly suitable for this purpose.

Die Isocyanatgruppen aufweisenden Prepolymere können in Gegenwart von Katalysatoren hergestellt werden. Es ist jedoch auch möglich, die Isocyanatgruppen aufweisenden Prepolymere in Abwesenheit von Katalysatoren herzustellen und diese der Reaktionsmischung zur Herstellung der PUR-Elastomere einzuverleiben.The prepolymers containing isocyanate groups can be prepared in the presence of catalysts. However, it is also possible to prepare the prepolymers containing isocyanate groups in the absence of catalysts and to incorporate these into the reaction mixture for producing the PUR elastomers.

Als höhermolekulare Polyhydroxylverbindungen b) eignen sich solche mit mindestens zwei gegen Isocyanatgruppen reaktiven H- Atomen; vorzugsweise werdenSuitable higher molecular weight polyhydroxyl compounds b) are those having at least two H atoms reactive toward isocyanate groups; be preferred

Polyesterpolyole und Polyetherpolyole eingesetzt. Solche Polyetherpolyole können nach bekannten Verfahren, hergestellt werden, beispielsweise durch anionische Polymerisation von Alkylenoxiden in Gegenwart von Alkalihydroxiden oder Alkalial- koholaten als Katalysatoren und unter Zusatz mindestens eines Startermoleküls, das 2 bis 3 reaktive Wasserstoffatome gebunden enthält oder durch kationische Polymerisation von Alkylenoxiden in Gegenwart von Lewis-Säuren wie beispielsweise Antimonpentachlorid oder Borfiuorid-Etherat. Geeignete Alkylenoxide enthalten 2 bis 4 Kohlenstoffatome im Alkylenrest. Beispiele sind Tetrahydrofuran, 1,3-Propylenoxid, 1,2- bzw. 2,3-Butylenoxid, vorzugsweise werden Ethylenoxid und/oder 1 ,2-Propylenoxid eingesetzt. Die Alkylenoxide können einzeln, alternierend nacheinander oder als Mischungen verwendet werden. Als Startermolekül kommenPolyester polyols and polyether polyols used. Such polyether polyols can be prepared by known processes, for example by anionic polymerization of alkylene oxides in the presence of alkali metal hydroxides or alkali metal alcoholates as catalysts and with the addition of at least one starter molecule which contains 2 to 3 reactive hydrogen atoms, or by cationic polymerization of alkylene oxides in the presence of Lewis acids such as Antimony pentachloride or boron fluoride etherate. Suitable alkylene oxides contain 2 to 4 carbon atoms in the alkylene radical. Examples are tetrahydrofuran, 1,3-propylene oxide, 1,2- or 2,3-butylene oxide, preferably ethylene oxide and / or 1,2-propylene oxide are used. The alkylene oxides can be used individually, alternately in succession or as mixtures. Come as a starter molecule

Wasser oder 2- und 3-wertige Alkohole in Betracht, wie Ethylenglykol, Propan- diol-1,2 und -1,3, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Glycerin, Trimethylotpropan usw. Die Polyetherpolyole, vorzugsweise Polyoxypropylen-polyoxyethylen-polyole, besitzen eine Funktionalität von 2 bis 3 und zahlenmittlere Molekulargewichte von 500 bis 8 000, vorzugsweise 800 bis 3 500.Water or dihydric and trihydric alcohols, such as ethylene glycol, propanediol-1,2 and 1,3, diethylene glycol, dipropylene glycol, glycerol, trimethylotpropane etc. The polyether polyols, preferably polyoxypropylene-polyoxyethylene polyols, have a functionality from 2 to 3 and number average molecular weights from 500 to 8,000, preferably 800 to 3,500.

Geeignete Polyesterpolyole können beispielsweise aus organischen Dicarbonsäuren mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise aliphatischen Dicarbonsäuren mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen und mehrwertigen Alkoholen, vorzugsweise Diolen, mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2 Kohlenstoffatomen hergestellt werden.Suitable polyester polyols can be prepared, for example, from organic dicarboxylic acids with 2 to 12 carbon atoms, preferably aliphatic dicarboxylic acids with 4 to 6 carbon atoms and polyhydric alcohols, preferably diols, with 2 to 12 carbon atoms, preferably 2 carbon atoms.

Als Dicarbonsäuren kommen beispielsweise in Betracht: Bernsteinsäure, Glutarsäure Adipinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Decandicarbonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure und Terephthalsäure. Die Dicarbonsäuren können dabei sowohl einzeln als auch im Gemisch untereinander verwendet werden. Anstelle der freien Dicarbonsäuren können auch die entsprechenden Di- carbonsäurederivate, wie z. B. Dicarbonsäure-mono und/oder -diester von Alkoholen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Dicarbonsäureanhydride eingesetzt werden. Vorzugsweise verwendet werden Dicarbonsäuregernische aus Bernstein-, Glutar- und Adipinsäure in Mengenverhältnissen von beispielsweise 20 bis 35 / 35 bis 50 / 20 bis 32 Gew.-Teilen, und insbesondere Adipinsäure. Beispiele für zwei- und mehrwertigeExamples of suitable dicarboxylic acids are: succinic acid, glutaric acid, adipic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, isophthalic acid and terephthalic acid. The dicarboxylic acids can be used both individually and in a mixture with one another. Instead of the free dicarboxylic acids, the corresponding dicarboxylic acid derivatives, such as. B. dicarboxylic acid mono and / or diesters of alcohols having 1 to 4 carbon atoms or dicarboxylic acid anhydrides. Dicarboxylic acid mixtures of succinic, glutaric and adipic acid are preferably used in proportions of, for example, 20 to 35/35 to 50/20 to 32 parts by weight, and in particular adipic acid. Examples of two- and multi-valued

Alkohole sind Ethandiol, Diethylenglykol, 1,2- bzw. 1 ,3-Propandiol, Dipropylenglykol, Methyl- Propandiol-1,3, 1 ,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol 1 ,6-Hexandiol, Neopentylglykol, 1,10-Decandiol, Glycerin, Trimethylolpropan und Pentaerythrit. Vorzugsweise verwendet werden 1,2-Ethandiol, Diethylenglykol, 1 ,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Glycerin, Trimethylolpropan oder Mischungen aus mindestens zwei der genannten Diole, insbesondere Mischungen aus Ethandiol, 1,4-Butandiol und 1,6-Hexandiol, Glycerin und/oder Trimethylolpropan. Eingesetzt werden können ferner Polyesterpolyole aus Lactonen, z.B. ε-Caprolacton, oder Hydroxycarbon- säuren, z. B. o-Hydroxycapronsäure und Hydroxyessigsäure.Alcohols are ethanediol, diethylene glycol, 1,2- or 1,3-propanediol, dipropylene glycol, methyl-1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol 1,6-hexanediol, neopentylglycol, 1.10 -Decanediol, glycerin, trimethylolpropane and pentaerythritol. 1,2-ethanediol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, glycerol, trimethylolpropane or mixtures of at least two of the diols mentioned, in particular mixtures of ethanediol, 1,4-butanediol and 1,6-hexanediol, glycerin and / or trimethylolpropane. Polyester polyols from lactones, for example ε-caprolactone, or hydroxycarboxylic acids, for. B. o-hydroxycaproic acid and hydroxyacetic acid.

Zur Herstellung der Polyesterpolyole können die organischen, z.B. aromatischen und vorzugsweise aliphatischen Polycarbonsäuren und/oder -derivate und mehrwertigen Alkohole katalysatorfrei oder in Gegenwart von Veresterungskatalysatoren, zweckmäßigerweise in einer Atmosphäre aus Insertgasen, wie z.B. Stickstoff, Kohlen- monoxid, Helium, Argon und auch in der Schmelze bei Temperaturen von 150 bis 300°C, vorzugsweise 180 bis 230°C gegebenenfalls unter vermindertem Druck bis zu der gewünschten Säurezahl, die vorteilhafterweise kleiner als 10, vorzugsweise kleiner als 1 ist, polykondensiert werden.The organic, e.g. aromatic and preferably aliphatic polycarboxylic acids and / or derivatives and polyhydric alcohols without catalyst or in the presence of esterification catalysts, advantageously in an atmosphere of insert gases, such as e.g. Nitrogen, carbon monoxide, helium, argon and also in the melt at temperatures from 150 to 300 ° C., preferably 180 to 230 ° C., if appropriate under reduced pressure, up to the desired acid number, which is advantageously less than 10, preferably less than 1 , be polycondensed.

Nach einem bevorzugten Herstellverfahren wird das Veresterungsgemisch bei den oben genannten Temperaturen bis zu einer Säurezahl von 80 bis 30, vorzugsweise 40 bis 30, unter Normaldruck und anschließend unter einem Druck von kleiner als 500 mbar, vorzugsweise 10 bis 150 mbar, polykondensiert. Als Veresterungskatalysatoren kommen beispielsweise Eisen-, Cadmium-, Kobalt-, Blei-, Zink-, Antimon-, Magnesium-, Titan- und Zinnkatalysatoren in Form von Metallen, Metalloxiden oder Metallsalzen in Betracht. Die Polykondensation kann jedoch auch in flüssiger Phase in Gegenwart von Verdünnungs- und/oder Schleppmitteln, wie z.B. Benzol, Toluol, Xylol oder Chlorbenzol, zur azeotropen Abdestillation des Kondensationswassers durchgeführt werden.According to a preferred production process, the esterification mixture is polycondensed at the above-mentioned temperatures up to an acid number of 80 to 30, preferably 40 to 30, under normal pressure and then under a pressure of less than 500 mbar, preferably 10 to 150 mbar. Examples of suitable esterification catalysts are iron, cadmium, cobalt, lead, zinc, antimony, magnesium, titanium and tin catalysts in the form of metals, metal oxides or metal salts. However, the polycondensation can also be carried out in the liquid phase in the presence of diluents and / or entraining agents, e.g. Benzene, toluene, xylene or chlorobenzene, for azeotropic distillation of the water of condensation.

Zur Herstellung der Polyesterpolyole werden die organischen Polycarbonsäuren und/oder deren Derivate mit mehrwertigen Alkoholen vorteilhafterweise im Molverhältnis von 1:1 bis 1,8, vorzugsweise 1 :1,05 bis 1,2 polykondensiert. Die erhaltenen Polyesterpolyole besitzen vorzugsweise eine Funktionalität von 2 bis 3, insbesondere 2 bis 2,6 und ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 400 bis 6 000, vorzugsweise 800 bis 3 500. Als geeignete Polyesterpolyole sind ferner Hydroxylgruppen aufweisende Polycarbonate zu nennen. Als Hydroxylgruppen aufweisende Polycarbonate kommen solche der an sich bekannten Art in Betracht, die beispielsweise durch Umsetzung von Diolen, wie 1,2-Propandiol, 1 ,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Diethylenglykol, Tri- oxyethylenglykol und/oder Tetraoxyethylenglykol mit Diarylcarbonaten, z.B. Di- phenylcarbonat, oder Phosgen hergestellt werden können.To prepare the polyester polyols, the organic polycarboxylic acids and / or their derivatives are polycondensed with polyhydric alcohols advantageously in a molar ratio of 1: 1 to 1.8, preferably 1: 1.05 to 1.2. The polyester polyols obtained preferably have a functionality of 2 to 3, in particular 2 to 2.6 and a number average molecular weight of 400 to 6,000, preferably 800 to 3,500. Suitable polyester polyols also include hydroxyl-containing polycarbonates. Suitable polycarbonates containing hydroxyl groups are those of the type known per se which, for example, react with diols, such as 1,2-propanediol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, trioxyethylene glycol and / or tetraoxyethylene glycol Diaryl carbonates, for example diphenyl carbonate, or phosgene can be produced.

Als nanoskaliger Füllstoffe) wird Siliciumdioxid mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1 nm bis 500 nm, bevorzugt 3 nm bis 100 nm, besonders bevorzugt 8- 20 nm, eingesetzt. Die Menge des nanoskaligen Füllstoffs wird so gewählt, daß das erfindungsgemäße Polyurethanelastomer 0,01 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 0,2 bis 10 Gew.-% nanoskaliges SiO2 enthält. Der Füllstoff wird im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt als Dispersion eingesetzt, wobei als Dispergiermedium bevorzugt Wasser oder protische oder aprotische organische Lösungsmittel gewählt werden, besonders bevorzugt Alkohole, insbesondere Isopropanol. Selbstverständlich können auch Gemische verschiedener Lösungsmittel eingesetzt werden. Bevorzugt beträgt der Feststoffgehalt der Dispersionen von 5 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt 15 - 40 Gew.-%, wobei der Feststoff in der Dispersion bevorzugt vollständig dispergiert und nicht aggregiert vorliegt. Bevorzugt werden dabei solche Dispersionen eingesetzt, die einen pH- Wert von 6 bis 10 aufweisen, besonders bevorzugt von 7 bis 9. Es hat sich gezeigt, daß sich saure Dispersionen schlechter verarbeiten lassen als neutrale oder leicht alkalische Dispersionen. Die Stabilität der Dispersion wird über die gleichartige Ladung der Oberfläche der dispergierten Partikel gewährleistet. Derartige Dispersionen von Nanoteilchen lassen sich nach dem Fachmann bekannten Verfahren herstellen. Beispielsweise lassen sich solcheSilicon dioxide with an average particle diameter of 1 nm to 500 nm, preferably 3 nm to 100 nm, particularly preferably 8-20 nm, is used as the nanoscale filler). The amount of the nanoscale filler is chosen so that the polyurethane elastomer according to the invention contains 0.01 to 20% by weight, preferably 0.2 to 10% by weight, of nanoscale SiO 2 . The filler is preferably used in the process according to the invention as a dispersion, water or protic or aprotic organic solvents preferably being chosen as the dispersion medium, particularly preferably alcohols, in particular isopropanol. Mixtures of different solvents can of course also be used. The solids content of the dispersions is preferably from 5 to 50% by weight, particularly preferably 15-40% by weight, the solid in the dispersion preferably being completely dispersed and not aggregated. Dispersions which have a pH of 6 to 10, particularly preferably 7 to 9, are preferably used. It has been found that acidic dispersions are more difficult to process than neutral or slightly alkaline dispersions. The stability of the dispersion is ensured by the uniform charging of the surface of the dispersed particles. Such dispersions of nanoparticles can be produced by methods known to those skilled in the art. For example, such

Dispersionen durch destillativen Austausch von Wasser gegen ein höher siedendes organisches Lösungsmittel herstellen. Die Herstellung wässriger Suspensionen von SiO2-Nanoteilchen kann beispielsweise aus Kieselsäure nach dem Sol-Gel- Verfahren erfolgen. Die Ladung der Oberfläche der suspendierten Teilchen kann durch den pH- Wert des Lösungsmittels eingestellt werden, z.B. können anionische Oberflächen durch ein hinreichend alkalisches Medium eingestellt werden. Kationische Ober- flächen sind daraus erhältlich beispielsweise durch pH-Sturz, d.h. dem Einbringen der Suspension in Essigsäure, Salzsäure, Schwefelsäure o.a. sauer reagierende Lösungen.Prepare dispersions by exchanging water for a higher-boiling organic solvent by distillation. Aqueous suspensions of SiO 2 nanoparticles can be produced, for example, from silica using the sol-gel process. The charge on the surface of the suspended particles can be adjusted by the pH of the solvent, for example anionic surfaces can be adjusted by a sufficiently alkaline medium. Cationic top Areas can be obtained from this, for example, by pH drop, ie the introduction of the suspension in acetic acid, hydrochloric acid, sulfuric acid or the like acidic solutions.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen PUR-Elastomeren können zusätzlich zu den höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen b) als Komponente d) niedermolekulare difünktionelle Kettenverlängerungsmittel und/oder niedermolekulare, vorzugsweise tri- oder tetrafunktionelle Vernetzungsmittel oder Mischungen aus Kettenverlängerungs- und Vernetzungsmitteln verwendet werden.To produce the PUR elastomers according to the invention, in addition to the higher molecular weight polyhydroxyl compounds b) as component d), low molecular weight functional chain extenders and / or low molecular weight, preferably trifunctional or tetrafunctional crosslinking agents or mixtures of chain extenders and crosslinking agents can be used.

Derartige Kettenverlängerungs- und Vernetzungsmittel d) werden eingesetzt zur Modifizierung der mechanischen Eigenschaften, insbesondere der Härte der PUR- Elastomeren. Geeignete Kettenverlängerungsmittel wie Alkandiole, Dialkylenglykole und Polyalkylen-polyole und Vernetzungsmittel, z.B. 3- oder 4-wertige Alkohole und oligomere Polyalkylen-polyole mit einer Funktionalität von 3 bis 4, besitzen üblicherweise Molekulargewichte < 800, vorzugsweise von 18 bis 400 und insbesondere von 60 bis 300. Als Kettenverlängerungsmittel vorzugsweise verwendet werden Alkandiole mit 2 bis 12, vorzugsweise 2, 3, 4 oder 6 Kohlenstoffatomen, z.B. 1,2-Ethandiol, 1,3-Propandiol, 1,5-Pentandiol, 1 ,6-Hexandiol, 1,7-Heptandiol, 1,8-Octandiol, 1 ,9-Nonandiol, 1,10-Decandiol und insbesondere 1 ,4-Butandiol undSuch chain extenders and crosslinking agents d) are used to modify the mechanical properties, in particular the hardness of the PUR elastomers. Suitable chain extenders such as alkane diols, dialkylene glycols and polyalkylene polyols and crosslinking agents, e.g. Trihydric or tetravalent alcohols and oligomeric polyalkylene polyols with a functionality of 3 to 4, usually have molecular weights <800, preferably from 18 to 400 and in particular from 60 to 300. Alkane diols with 2 to 12, preferably, are preferably used as chain extenders 2, 3, 4 or 6 carbon atoms, e.g. 1,2-ethanediol, 1,3-propanediol, 1,5-pentanediol, 1, 6-hexanediol, 1,7-heptanediol, 1,8-octanediol, 1, 9-nonanediol, 1,10-decanediol and in particular 1 , 4-butanediol and

Dialkylenglykole mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, z.B. Diethylengykol und Dipro- pylengykol sowie Polyoxyalkylenglykole. Geeignet sind auch verzweigtkettige und/oder ungesättigte Alkandiole mit üblicherweise nicht mehr als 12 Kohlenstoffatomen, wie z.B. 1,2-Propandiol, 2-Methyl-l,2-propandiol, 2,2-Dimethyl-l,3- propandiol, 2-Butyl-2-ethyl-l,3-propandiol, 2-Buten-l,4-diol und 2-Butin-l,4-diol,Dialkylene glycols with 4 to 8 carbon atoms, e.g. Diethylene glycol and dipropylene glycol as well as polyoxyalkylene glycols. Branched-chain and / or unsaturated alkanediols with usually no more than 12 carbon atoms, such as e.g. 1,2-propanediol, 2-methyl-l, 2-propanediol, 2,2-dimethyl-l, 3-propanediol, 2-butyl-2-ethyl-l, 3-propanediol, 2-butene-l, 4- diol and 2-butyne-1,4-diol,

Diester der Terephthalsäure mit Glykolen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie z.B. Terephthalsäure-bis-ethylenglykol oder Terephthalsäure-bis-1,4- butandiol, Hy- droxyalkylenether des Hydrochinons oder Resorcins, z.B. 1 ,4-Di-(ß-hydroxyethyl)- hydrochinon oder l,3-(ß-Hydroxyethyl)-resorcin, Alkanolamine mit 2 bis 12 Kohlen- Stoffatomen wie Ethanolamin, 2-Aminopropanol und 3-Amino-2,2-dimethyl- propanol, N-Alkyldialkanolamine, z.B. N-Methyl- und N-Ethyl-diethanolamin, (cyclo)aliphatische Diamine mit 2 bis 15 Kohlenstoffatomen, wie 1,2-Ethylendiamin, 1,3-Propylendiamin, 1 ,4-Butylendiamin und 1,6-Hexamethylendiamin, Isophoron- diamin, 1 ,4-Cyclohexamethylendiamin und 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan, N- Alkyl-, N,N'-dialkylsubstituierte und aromatische Diamine, die auch am aromatischen Rest durch Alkylgruppen substituiert sein können, mit 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 4 Kohlenstoffatomen im N-Alkylrest, wie N,N'-Diethyl-, N,N'-Di-sec.-pentyl-, N,N'-Di-sec.-hexyl-, N,N'-Di-sec.-decyl- und N,N'-Dicyclo- hexyl-, p- bzw. m-Phenylendiamin, N,N'-Dimethyl-, N,N'-Diethyl-, N,N'-Diisopro- pyl-, N,N'-Di-sec.-butyl-, N,N'-Dicyclohexyl-4,4'-diamino-diphenylmethan, N,N'-Di-sec.-butylbenzidin, Methylen-bis(4-amino-3-benzoesäuremethylester), 2,4-Diesters of terephthalic acid with glycols having 2 to 4 carbon atoms, such as, for example, terephthalic acid-bis-ethylene glycol or terephthalic acid-bis-1,4-butanediol, hydroxyalkylene ether of hydroquinone or resorcinol, for example 1,4-di- (β-hydroxyethyl) - hydroquinone or 1,3- (β-hydroxyethyl) resorcinol, alkanolamines with 2 to 12 carbon atoms such as ethanolamine, 2-aminopropanol and 3-amino-2,2-dimethylpropanol, N-alkyldialkanolamines, for example N-methyl and N-ethyl-diethanolamine, (cyclo) aliphatic diamines with 2 to 15 carbon atoms, such as 1,2-ethylenediamine, 1,3-propylenediamine, 1, 4-butylenediamine and 1,6-hexamethylenediamine, isophorone-diamine, 1, 4-cyclohexamethylenediamine and 4,4 ' -Diaminodicyclohexylmethane, N- alkyl-, N, N'-dialkyl-substituted and aromatic diamines, which can also be substituted on the aromatic radical by alkyl groups, with 1 to 20, preferably 1 to 4 carbon atoms in the N-alkyl radical, such as N, N'- Diethyl-, N, N'-Di-sec.-pentyl-, N, N'-Di-sec.-hexyl-, N, N'-Di-sec.-decyl- and N, N'-Dicyclo-hexyl -, p- or m-phenylenediamine, N, N'-dimethyl-, N, N'-diethyl-, N, N'-diisopropyl-, N, N'-di-sec-butyl-, N , N'-dicyclohexyl-4,4'-diamino-diphenylmethane, N, N'-di-sec-butylbenzidine, methylene-bis (4-amino-3-benzoic acid methyl ester), 2,4-

Chlor-4,4'-diamino-diphenylmethan, 3,3'-Dichlor-4,4'-diaminodiphenylmethanChloro-4,4'-diamino-diphenylmethane, 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane

(MBOCA), 3,5-Diamino-4-chlorbenzoesäureester, Diethyltoluylendiamin (DETDA), 2,4- und 2,6-Toluylendiamin.(MBOCA), 3,5-diamino-4-chlorobenzoic acid ester, diethyltoluenediamine (DETDA), 2,4- and 2,6-toluenediamine.

Als Kettenverlängerungs- und Vernetzungsmittel d) bewährt haben sich ferner Polyetherpolyole, vorzugsweise solche mit einer mittleren Funktionalität von 2 bis 8, einer Hydroxylzahl von 200 bis 1 240. Bei diesen als Kettenverlängerungs- und Vernetzungsmittel d) bewährten Polyetherpolyolen handelt es sich um z.B. mit 1,2-Pro- pandiol, Wasser, Trimethylolpropan gestartete Polyoxyethylen-polyole mit einer Hy- droxylzahl von 630 bis 970 und/oder mit Glycerin oder Trimethylolpropan oder einerAlso useful as chain extenders and crosslinking agents d) are polyether polyols, preferably those with an average functionality of 2 to 8, a hydroxyl number from 200 to 1 240. These polyether polyols, which have proven themselves as chain extenders and crosslinking agents d), are e.g. Polyoxyethylene polyols started with 1,2-propanediol, water, trimethylolpropane with a hydroxyl number from 630 to 970 and / or with glycerol or trimethylolpropane or one

Glycerin/Trimethylolpropanmischung gestartete Polyoxypropylenpolyole mit einer Hydroxylzahl von 210 bis 930. Als Polyetherpolyole eignen sich ferner Polyoxypropylenpolyole mit einer mittleren Funktionalität von 4 bis 8, vorzugsweise 4 bis 6 und einer Hydroxylzahl von 230 bis 500, vorzugsweise von 250 bis 380, die erhalten werden unter Verwendung von Sucrose oder Sorbit oder Mischungen aus Sucrose und Sorbit als Startermolekülen, wobei als Co-Starter zusätzlich Wasser, Propylen- glykol, Glycerin oder Mischungen aus mindestens zwei der genannten Co-Starter mitverwendet werden können. In Betracht kommen ferner Polyoxypropylen- und/oder Polyoxyethylenpolyole mit einer Hydroxylzahl von 450 bis 750, die er- halten werden können durch Umsetzung von Pentaerythrit oder einer Mischung ausGlycerol / trimethylolpropane mixture started polyoxypropylene polyols with a hydroxyl number of 210 to 930. Also suitable as polyether polyols are polyoxypropylene polyols with an average functionality of 4 to 8, preferably 4 to 6 and a hydroxyl number of 230 to 500, preferably from 250 to 380, which are obtained under Use of sucrose or sorbitol or mixtures of sucrose and sorbitol as starter molecules, water, propylene glycol, glycerol or mixtures of at least two of the co-starters mentioned additionally being able to be used as co-starters. Also suitable are polyoxypropylene and / or polyoxyethylene polyols with a hydroxyl number of 450 to 750, which can be obtained by reacting pentaerythritol or a mixture of

Pentaerythrit und Glycerin und/oder Trimethylolpropan, zweckmäßigerweise in einem Molverhältnis von Pentaerythrit zu Glycerin und/oder Trimethylolpropan von 1:1, mit 1 ,2-Propylenoxid oder Ethylenoxid. Gut geeignet als Vernetzungsmittel sind auch tri- und tetrafunktionelle Alkohole, wie Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit und Trihydroxycyclohexan und Tetrahydroxyalkylendiamine, z.B. Tetra-(2- hydroxyethyl)-ethylendiamin oder Tetra-(2-hydroxypropyl)-ethylendiamin.Pentaerythritol and glycerol and / or trimethylolpropane, advantageously in a molar ratio of pentaerythritol to glycerol and / or trimethylolpropane of 1: 1, with 1,2-propylene oxide or ethylene oxide. Trifunctional and tetrafunctional alcohols, such as glycerol, trimethylolpropane, pentaerythritol and trihydroxycyclohexane and tetrahydroxyalkylenediamines, for example tetra- (2-hydroxyethyl) ethylenediamine or tetra- (2-hydroxypropyl) ethylenediamine, are also very suitable as crosslinking agents.

Die Verbindungen der Komponente d) können in Form von Mischungen oder einzeln eingesetzt werden. Verwendbar sind auch Gemische aus Kettenverlängerungs- und Vernetzungsmitteln.The compounds of component d) can be used in the form of mixtures or individually. Mixtures of chain extenders and crosslinking agents can also be used.

Zur Einstellung der mechanischen Eigenschaften wie z.B. der Härte der PUR- Elastomeren können die Aufbaukomponenten b) und d) in relativ breiten Mengenverhältnissen variiert werden. In Abhängigkeit von den gewünschten Eigenschaften können die erforderlichen Mengen der Aufbaukomponenten b) und d) auf einfache Weise experimentell bestimmt werden. Vorteilhafterweise verwendet werden 0,5 bisTo adjust the mechanical properties such as The structural components b) and d) can be varied in relatively wide quantitative ratios of the hardness of the PUR elastomers. Depending on the desired properties, the required amounts of the structural components b) and d) can be determined experimentally in a simple manner. 0.5 to are advantageously used

50 Gew. -Teile, vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-Teile des Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittels d), bezogen auf 100 Gew.-Teile der höhermolekularen Verbindungen b).50 parts by weight, preferably 1 to 20 parts by weight of the chain extender and / or crosslinking agent d), based on 100 parts by weight of the higher molecular weight compounds b).

Als Komponente e) können dem Fachmann geläufige Katalysatoren eingesetzt werden, z.B. tertiäre Amine wie Triethylamin, Tributylamin, N-Methyl-morpholin, N-Ethyl-morpholin, N,N,N',N'-Tetramethyl-ethylendiamin, Pentamethyl-diethylen- triamin und höhere Homologe (DE-OS 26 24 527 und 26 24 528), 1,4-Diaza-bi- cyclo-(2,2,2)-octan, N-Methyl-N'-dimethylaminoethyl-piperazin, Bis-(dimethyl- aminoalkyl)-piperazine (DE-OS 26 36 787), N,N-Dimethylbenzylamin, N,N-Di- methylcyclohexylamin, N,N-Diethylbenzylamin, Bis-(N,N-diethylaminoethyl)adipat, N,N,N',N'-Tetramethyl-1 ,3-butandiamin, N,N-Dimethyl-ß-phenyl-ethyl-amin, Harnstoff und Derivate des Harnstoffs - wie z.B. N-Methylharnstoff, Bis-(dimethylamino- propyl)-harnstoff, N,N'-Dimethylharnstoff -, 1,2-Dimethylimidazol, 2-Methylimida- zol, monocyclische und bicyclische Amidine (DE-OS 17 20 633), Bis-(dialkyl- amino)-alkylether (US-PS 3 330 782, DE-AS 10 30 558, DE-OS 18 04 361 und 26 18 280) sowie Amidgruppen (vorzugsweise Formamidgruppen) aufweisende tertiäre Amine gemäß DE-OS 25 23 633 und 27 32 292). Als Katalysatoren kommen auch an sich bekannte Mannichbasen aus sekundären Aminen, wie Dimethylamin, und Aldehyden, vorzugsweise Formaldehyd, oder Ketonen wie Aceton, Methyl- ethylketon oder Cyclohexanon und Phenolen, wie Phenol, Nonylphenol oderCatalysts familiar to the person skilled in the art can be used as component e), for example tertiary amines such as triethylamine, tributylamine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, N, N, N ', N'-tetramethylethylene diamine, pentamethyl-diethylene triamine and higher homologs (DE-OS 26 24 527 and 26 24 528), 1,4-diaza-bicyclo (2,2,2) octane, N-methyl-N'-dimethylaminoethyl-piperazine, bis- (dimethylaminoalkyl) piperazines (DE-OS 26 36 787), N, N-dimethylbenzylamine, N, N-dimethylcyclohexylamine, N, N-diethylbenzylamine, bis- (N, N-diethylaminoethyl) adipate, N, N , N ', N'-tetramethyl-1, 3-butanediamine, N, N-dimethyl-ß-phenyl-ethyl-amine, urea and derivatives of urea - such as N-methyl urea, bis (dimethylamino propyl) urea , N, N'-dimethylurea -, 1,2-dimethylimidazole, 2-methylimidazole, monocyclic and bicyclic amidines (DE-OS 17 20 633), bis (dialkylamino) alkyl ether (US Pat. No. 3,330,782 , DE-AS 10 30 558, DE-OS 18 04 361 and 26 18 280) and amide groups (preferably formamide groups) having tertiary amines according to DE-OS 25 23 633 and 27 32 292). Mannich bases known per se from secondary amines such as dimethylamine and aldehydes, preferably formaldehyde, or ketones such as acetone, methyl ethyl ketone or cyclohexanone and phenols such as phenol or nonylphenol or also come as catalysts

Bisphenol, in Frage. Gegenüber Isocyanatgruppen aktive Wasserstoffatome aufweisende tertiäre Amine als Katalysator sind z.B. Triethanolamin, Triisopropanol- amin, N-Methyl-diethanolamin, N-Ethyl-diethanolamin, N,N-Dimethyl-ethanolamin, deren Umsetzungsprodukte mit Alkylenoxiden wie Propylenoxid und/oder Ethylen- oxid sowie sekundär-tertiäre Amine gemäß DE-OS 27 32 292. Als Katalysatoren können ferner Silaamine mit Kohlenstoff-Silizium-Bindungen, wie sie in US-PS 3 620 984 beschrieben sind, eingesetzt werden, z.B. 2,2,4-Trimethyl-2-silamorpholin und 1,3-Diethyl-aminomethyl-tetramethyl-disiloxan. Weiterhin kommen auch stickstoffhaltige Basen wie Tetraalkylammoniumhydroxide, ferner Alkalihydroxide wie Natriumhydroxid, Alkaliphenolate wie Natriumphenolat oder Alkalialkoholate wieBisphenol, in question. Tertiary amines which have hydrogen atoms active against isocyanate groups as a catalyst are e.g. Triethanolamine, triisopropanolamine, N-methyl-diethanolamine, N-ethyl-diethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, their reaction products with alkylene oxides such as propylene oxide and / or ethylene oxide and secondary tertiary amines according to DE-OS 27 32 292 Silaamines with carbon-silicon bonds, as described in US Pat. No. 3,620,984, can also be used as catalysts, for example 2,2,4-trimethyl-2-silamorpholine and 1,3-diethylaminomethyl-tetramethyl-disiloxane. Furthermore, there are also nitrogen-containing bases such as tetraalkylammonium hydroxides, furthermore alkali hydroxides such as sodium hydroxide, alkali phenolates such as sodium phenolate or alkali alcoholates such as

Natriummethylat in Betracht. Auch Hexahydrotriazine können als Katalysatoren eingesetzt werden (DE-OS 17 69 043). Die Reaktion zwischen NCO-Gruppen und Zerewitinoff-aktiven Wasserstoffatomen wird auch durch Lactame und Azalactame stark beschleunigt, wobei sich zunächst ein Assoziat zwischen dem Lactam und der Verbindung mit acidem Wasserstoff ausbildet. Derartige Assoziate und ihre katalytische Wirkung werden in DE-OS 20 62 286, 20 62 289, 21 17 576, 21 29 198, 23 30 175 und 23 30 211 beschrieben. Erfindungsgemäß können auch organische Metallverbindungen, insbesondere organische Zinnverbindungen, als Katalysatoren verwendet werden. Als organische Zinnverbindungen kommen neben schwefel- haltigen Verbindungen wie Di-n-octyl-zinn-mercaptid (US-PS 3 645 927) vorzugsweise Zinn(II)-salze von Carbonsäuren wie Zinn(II)-acetat, Zinn(II)-octoat, Zinn(II)- ethylhexoat und Zinn(II)-laurat und Zinn(IV)- Verbindungen, z.B. Dibutylzinnoxid, Dibutylzinndichlorid, Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinnmaleat oder Dioctylzinndiacetat in Betracht. Selbstverständlich können alle obengenannten Katalysatoren als Gemische eingesetzt werden.Sodium methylate into consideration. Hexahydrotriazines can also be used as catalysts (DE-OS 17 69 043). The reaction between NCO groups and Zerewitinoff-active hydrogen atoms is also greatly accelerated by lactams and azalactams, an association being initially formed between the lactam and the compound with acidic hydrogen. Such associates and their catalytic action are described in DE-OS 20 62 286, 20 62 289, 21 17 576, 21 29 198, 23 30 175 and 23 30 211. According to the invention, organic metal compounds, in particular organic tin compounds, can also be used as catalysts. In addition to sulfur-containing compounds such as di-n-octyl-tin mercaptide (US Pat. No. 3,645,927), the organic tin compounds which are preferably tin (II) salts of carboxylic acids such as tin (II) acetate and tin (II) octoate , Tin (II) ethylhexoate and tin (II) laurate and tin (IV) compounds, for example dibutyltin oxide, dibutyltin dichloride, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin maleate or dioctyltin diacetate. Of course, all of the above catalysts can be used as mixtures.

Weitere Vertreter von erfindungsgemäß zu verwendenden Katalysatoren sowie Einzelheiten über die Wirkungsweise der Katalysatoren sind in R. Vieweg,Further representatives of catalysts to be used according to the invention and details of the mode of action of the catalysts can be found in R. Vieweg,

A. Höchtlen (Hrsg.): „Kunststoff-Handbuch", Band VII, Carl-Hanser-Verlag, München 1966, S.96-102 beschrieben.A. Höchtlen (ed.): "Kunststoff-Handbuch", Volume VII, Carl-Hanser-Verlag, Munich 1966, pp. 96-102.

Die Katalysatoren bzw. Katalysatorkombinationen werden in der Regel in einer Menge zwischen etwa 0,001 und 10 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 1 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge an Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Iso- cyanaten reaktionsfähigen Wasserstoffatomen eingesetzt.The catalysts or catalyst combinations are generally used in an amount between about 0.001 and 10% by weight, in particular 0.01 to 1% by weight, based on the total amount of compounds having at least two hydrogen atoms which are reactive toward isocyanates.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können in Abwesenheit von Feuchtigkeit und physikalisch oder chemisch wirkenden Treibmitteln kompakte PUR-Elastomere, z.B. PUR-Gießelastomere hergestellt werden.In the absence of moisture and physically or chemically active blowing agents, compact PUR elastomers, e.g. PUR cast elastomers are manufactured.

Zur Herstellung von zelligen, vorzugsweise mikrozellularen PUR-Elastomeren findet als Treibmittel f) Wasser Verwendung, das mit den organischen Polyisocyanaten a) oder mit Isocyanatgruppen aufweisenden Prepolymeren in situ unter Bildung vonFor the production of cellular, preferably microcellular PUR elastomers, water is used as blowing agent f), which in situ with the organic polyisocyanates a) or with prepolymers having isocyanate groups to form

Kohlendioxid und Aminogruppen reagiert, die ihrerseits mit weiteren Isocyanatgruppen zu Harnstoffgruppen weiterreagieren und hierbei als Kettenverlängerungsmittel wirken.Reacts carbon dioxide and amino groups, which in turn react with other isocyanate groups to form urea groups and act as chain extenders.

Da die Aufbaukomponenten b) und d) oder den anorganischen nanoskaligen Füllstoffe) enthaltende Dispersionen herstellungsbedingt und/oder aufgrund ihrer Zusammensetzung Wasser aufweisen können, bedarf es in manchen Fällen keiner separaten Wasserzugabe zu den Aufbaukomponenten b), d) oder der Reaktionsmischung. Sofern jedoch der Polyurethan-formulierung zusätzlich Wasser zugegeben werden muß, um die gewünschte Dichte einzustellen, wird dieses üblicherweise inSince the build-up components b) and d) or the dispersions containing the inorganic nanoscale fillers) may be water-based and / or because of their composition, in some cases it is not necessary to add water separately to the build-up components b), d) or the reaction mixture. However, if water has to be added to the polyurethane formulation in order to set the desired density, this is usually in

Mengen von 0,001 bis 3,0 Gew.-%, vorzugsweise von 0,01 bis 2,0 Gew.-% und ins- besondere von 0,2 bis 1,2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Aufbaukomponenten a), b) und gegebenfalls d), verwendet.Quantities from 0.001 to 3.0 wt .-%, preferably from 0.01 to 2.0 wt .-% and in total in particular from 0.2 to 1.2% by weight, based on the weight of the structural components a), b) and, if appropriate, d), are used.

Als Treibmittel f) können anstelle von Wasser oder vorzugsweise in Kombination mit Wasser auch Gase oder leicht flüchtige anorganische oder organischeInstead of water or preferably in combination with water, gases or readily volatile inorganic or organic can also be used as blowing agents f)

Substanzen, die unter dem Einfluß der exothermen Polyadditionsreaktion verdampfen und vorteilhafterweise einen Siedepunkt unter Normaldruck im Bereich von -40 bis 120°C, vorzugsweise von 10 bis 90°C besitzen, als physikalische Treibmittel eingesetzt werden. Als organische Treibmittel kommen z.B. Aceton, Ethylacetat, halogensubstituierte Alkane wie Methylenchlorid, Chloroform, Ethylidenchlorid,Substances which evaporate under the influence of the exothermic polyaddition reaction and which advantageously have a boiling point under normal pressure in the range from -40 to 120 ° C., preferably from 10 to 90 ° C., are used as physical blowing agents. As organic blowing agents come e.g. Acetone, ethyl acetate, halogen-substituted alkanes such as methylene chloride, chloroform, ethylidene chloride,

Vinylidenchlorid, Monofluortrichlormethan, Chlordifluormethan, Dichlordifluor- methan, ferner Butan, Hexan, Heptan oder Diethylether, als anorganische Treibmittel z.B. Luft, CO oder N2O, in Frage. Eine Treibwirkung kann auch erzielt werden durch Zusatz von Verbindungen, die sich bei Temperaturen oberhalb der Raum- temperatur unter Abspaltung von Gasen, beispielsweise von Stickstoff und/oderVinylidene chloride, monofluorotrichloromethane, chlorodifluoromethane, dichlorodifluoromethane, furthermore butane, hexane, heptane or diethyl ether, as inorganic blowing agents, for example air, CO or N 2 O, in question. A blowing effect can also be achieved by adding compounds which are released at temperatures above room temperature with the elimination of gases, for example nitrogen and / or

Kohlendioxid, zersetzen wie Azo Verbindungen, z.B. Azodicarbonamid oder Azoiso- buttersäurenitril, oder Salzen wie Ammoniumbicarbonat, Ammoniumcarbamat oder Ammoniumsalzen organischer Carbonsäuren, z.B. der Monoammoniumsalze der Malonsäure, Borsäure, Ameisensäure oder Essigsäure. Weitere Beispiele für Treib- mittel sowie Einzelheiten über die Verwendung von Treibmitteln sind in R. Vieweg,Carbon dioxide, decompose like azo compounds e.g. Azodicarbonamide or azoisobutyronitrile, or salts such as ammonium bicarbonate, ammonium carbamate or ammonium salts of organic carboxylic acids, e.g. the monoammonium salts of malonic acid, boric acid, formic acid or acetic acid. Further examples of blowing agents as well as details on the use of blowing agents can be found in R. Vieweg,

A. Höchtlen (Hrsg.): „Kunststoff-Handbuch", Band VII, Carl-Hanser-Verlag, München 1966, S. 108f, 453ff und 507-510 beschrieben.A. Höchtlen (ed.): "Kunststoff-Handbuch", Volume VII, Carl-Hanser-Verlag, Munich 1966, pp. 108f, 453ff and 507-510.

Die zweckmäßig einzusetzende Menge an festen Treibmitteln, niedrigsiedenden Flüssigkeiten oder Gasen, die jeweils einzeln oder in Form von Mischungen, z.B. alsThe appropriate amount of solid blowing agents, low-boiling liquids or gases to be used, each individually or in the form of mixtures, e.g. as

Flüssigkeits- oder Gasmischungen oder als Gas-Flüssigkeitsmischungen eingesetzt werden können, hängt ab von der Dichte, die man erreichen will und der eingesetzten Menge an Wasser. Die erforderlichen Mengen können experimentell leicht ermittelt werden. Zufriedenstellende Ergebnisse liefern üblicherweise Feststoffmengen von 0,5 bis 35 Gew. -Teilen, vorzugsweise 2 bis 15 Gew.-Teilen, Flüssigkeitsmengen vonLiquid or gas mixtures or as gas-liquid mixtures can depend on the density that you want to achieve and the amount of water used. The required amounts can easily be determined experimentally. Satisfactory results usually provide amounts of solids of 0.5 to 35 parts by weight, preferably 2 to 15 parts by weight, liquid amounts of

1 bis 30 Gew.-Teilen, vorzugsweise von 3 bis 18 Gew.-Teilen und/oder Gasmengen von 0,01 bis 80 Gew.-Teilen, vorzugsweise von 10 bis 35 Gew.-Teilen, jeweils bezogen auf das Gewicht der Aufbaukomponenten a), b) und gegebenfalls d). Die Gasbeladung mit z.B. Luft, Kohlendioxid, Stickstoff und/oder Helium kann sowohl über die höhermolekulare Polyhydroxylverbindung b), über das niedermolekulare Ketten- verlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel d) als auch über die Polyisocyanate a) oder über a) und b) und gegebenfalls d) erfolgen.1 to 30 parts by weight, preferably 3 to 18 parts by weight and / or gas amounts from 0.01 to 80 parts by weight, preferably from 10 to 35 parts by weight, based in each case on the weight of the structural components a), b) and, if appropriate, d). The gas loading with, for example, air, carbon dioxide, nitrogen and / or helium can be carried out both via the higher molecular weight polyhydroxyl compound b), via the low molecular chain extender and / or crosslinking agent d) and also via the polyisocyanates a) or via a) and b) and if necessary, d).

Der Reaktionsmischung zur Herstellung der kompakten und/oder zelligen PUR- Elastomeren können gegebenfalls Zusatzstoffe g) einverleibt werden. Genannt seien beispielsweise oberflächenaktive Zusatzstoffe, wie Emulgatoren, Schaumstabilisatoren, Zellregler, Flammschutzmittel, Keimbildungsmittel, Oxidationsver- zögerer, Stabilisatoren, Gleit- und Entformungsmittel, Farbstoffe, Dispergierhilfen und Pigmente. Als Emulgatoren kommen z.B. die Natriumsalze von Ricinusöl- sulfonaten oder Salze von Fettsäuren mit Aminen wie ölsaures Diethylamin oder stearinsaures Diethanolamin in Frage. Auch Alkali- oder Ammoniumsalze vonAdditives g) can optionally be incorporated into the reaction mixture for producing the compact and / or cellular PUR elastomers. Examples include surface-active additives such as emulsifiers, foam stabilizers, cell regulators, flame retardants, nucleating agents, oxidation retarders, stabilizers, lubricants and mold release agents, dyes, dispersants and pigments. The emulsifiers are e.g. the sodium salts of castor oil sulfonates or salts of fatty acids with amines such as oleic acid diethylamine or stearic acid diethanolamine in question. Also alkali or ammonium salts of

Sulfonsäuren wie etwa von Dodecylbenzolsulfonsäure oder Dinaphtylmethan- disulfonsäure oder von Fettsäuren wie Ricinolsäure oder von polymeren Fettsäuren können als oberflächenaktive Zusatzstoffe mitverwendet werden. Als Schaumstabilisatoren kommen vor allem Polyethersiloxane, speziell wasserlösliche Vertreter, in Frage. Diese Verbindungen sind im allgemeinen so aufgebaut, daß ein Copoly- merisat aus Ethylenoxid und Propylenoxid mit einem Polydimethylsiloxanrest verbunden ist. Derartige Schaumstabilisatoren sind z.B. in US-PS 2 834 748, 2 917 480 und 3 629 308 beschrieben. Von besonderem Interesse sind vielfach über AUophanatgruppen verzweigte Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Copolymere gemäß DE-OS 25 58 523. Geeignet sind auch andere Organospolysiloxane, oxyethylierte Alkyl- phenole, oxyethylierte Fettalkohole, Paraffinöle, Ricinusöl- bzw. Ricinolsäureester, Türkischrotöl und Erdnußöl und Zellregler wie Paraffine, Fettalkohole und Di- methylpolysiloxane. Zur Verbesserung der Emulgierwirkung, der Dispergierung des Füllstoffs, der Zellstruktur und/oder zu deren Stabilisierung eignen sich ferner oligomere Polyacrylate mit Polyoxyalkylen- und Fluoralkanresten als Seitengruppen.Sulphonic acids such as dodecylbenzenesulphonic acid or dinaphthylmethane disulphonic acid or fatty acids such as ricinoleic acid or polymeric fatty acids can also be used as surface-active additives. Foam stabilizers in particular are polyether siloxanes, especially water-soluble representatives. These compounds are generally constructed in such a way that a copolymer of ethylene oxide and propylene oxide is linked to a polydimethylsiloxane radical. Such foam stabilizers are e.g. in U.S. Patents 2,834,748, 2,917,480 and 3,629,308. Of particular interest are polysiloxane-polyoxyalkylene copolymers branched via AUophanate groups in accordance with DE-OS 25 58 523. Other organospolysiloxanes, oxyethylated alkylphenols, oxyethylated fatty alcohols, paraffin oils, castor oil or ricinoleic acid esters, turkish red oil and peanut oil and cell regulators such as paraffin oil are also suitable , Fatty alcohols and dimethylpolysiloxanes. Oligomeric polyacrylates with polyoxyalkylene and fluoroalkane radicals are also suitable as side groups for improving the emulsifying effect, the dispersion of the filler, the cell structure and / or for stabilizing them.

Die oberflächenaktiven Substanzen werden üblicherweise in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile der höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen b) angewandt. Zugesetzt werden können auch Reaktionsverzögerer z.B. sauer reagierende Stoffe wie Salzsäure, oder organische Säuren und Säurehalogenide, ferner an sich bekannte Zellregler wie Paraffine oder Fettalkohole oder Dimethyl- polysiloxane sowie Pigmente oder Farbstoffe und an sich bekannte Flammschutzmittel, z.B. Tris-chlorethylphosphat, Trikresylphosphat oder Ammoniumphosphat und -polyphosphat, ferner Stabilisatoren gegen Alterungs- und Witterungseinflüsse, Weichmacher und fungistatisch und bakteriostatisch wirkende Substanzen.The surface-active substances are usually used in amounts of 0.01 to 5 Parts by weight, based on 100 parts by weight of the higher molecular weight polyhydroxyl compounds b) applied. Reaction retarders, for example acidic substances such as hydrochloric acid, or organic acids and acid halides, cell regulators known per se such as paraffins or fatty alcohols or dimethylpolysiloxanes as well as pigments or dyes and flame retardants known per se, for example tris-chloroethyl phosphate, tricresyl phosphate or ammonium phosphate and -polyphosphate, also stabilizers against aging and weather influences, plasticizers and fungistatic and bacteriostatic substances.

Weitere Beispiele von gegebenenfalls erfindungsgemäß mitzuverwendenden oberflächenaktiven Zusatzstoffen und Schaumstabilisatoren sowie Zellreglern, Reaktions- verzögerern, Stabilisatoren, flammhemmenden Substanzen, Weichmachern, Farbstoffen und Füllstoffen sowie fungistatisch und bakteriostatisch wirksamen Substanzen sowie Einzelheiten über Verwendungs- und Wirkungsweise dieser Zusatz- mittel sind in R. Vieweg, A. Höchtlen (Hrsg.): „Kunststoff-Handbuch", Band VII,Further examples of surface-active additives and foam stabilizers to be used according to the invention, as well as cell regulators, reaction retarders, stabilizers, flame-retardant substances, plasticizers, dyes and fillers, as well as fungistatic and bacteriostatic substances, and details on the use and action of these additives are given in R. Vieweg, A. Höchtlen (ed.): "Kunststoff-Handbuch", Volume VII,

Carl-Hanser- Verlag, München 1966, S.103-113 beschrieben.Carl-Hanser-Verlag, Munich 1966, p.103-113.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen PUR-Elastomeren kann nach mehreren Varianten erfolgen. So können beispielsweise Mischungen aus höhermolekularer Polyhydroxylverbindung b), gegebenenfalls niedermolekularem Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel d) sowie gegebenenfalls chemisch wirkenden Treibmitteln, vorzugsweise Wasser, umgesetzt werden mit organischen Polyiso- cyanaten a). In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden iso- cyanatgruppenhaltige Prepolymere aus a), b) und c) umgesetzt mit Kettenver- längerungs- und oder Vernetzungsmittel d), oder mit Mischungen aus Teilmengen von b) und d), oder Mischungen aus d) und Wasser, oder vorzugsweise mit Mischungen aus Teilmengen von b), d) und Wasser.The PUR elastomers according to the invention can be produced in several variants. For example, mixtures of higher molecular weight polyhydroxyl compound b), optionally low molecular weight chain extender and / or crosslinking agent d) and optionally chemical blowing agents, preferably water, can be reacted with organic polyisocyanates a). In a preferred embodiment of the process, prepolymers containing isocyanate groups from a), b) and c) are reacted with chain extenders and or crosslinking agents d), or with mixtures of subsets of b) and d), or mixtures of d) and Water, or preferably with mixtures of subsets of b), d) and water.

Die Komponenten werden in solchen Mengen zur Umsetzung gebracht werden, daß das Äquivalenzverhältnis der NCO-Gruppen der Polyisocyanate a) zur Summe der gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Wasserstoffe der Komponenten b), c), d) so- wie eventuell eingesetzter chemisch wirkender Treibmittel 0,8:1 bis 1,2:1, vorzugsweise 0,95:1 bis 1,15:1 und insbesondere 1,00:1 bis 1,10:1 beträgt.The components are reacted in amounts such that the equivalence ratio of the NCO groups of the polyisocyanates a) to the sum of the isocyanate group-reactive hydrogens of components b), c), d) and such as any chemical blowing agent used is 0.8: 1 to 1.2: 1, preferably 0.95: 1 to 1.15: 1 and in particular 1.00: 1 to 1.10: 1.

Bei einer bevorzugten Variante des erfϊndungsgemäßen Verfahrens wird eine Dispersion des nanoskaligen Füllstoffs c) in einem protischen oder aprotischenIn a preferred variant of the method according to the invention, a dispersion of the nanoscale filler c) in a protic or aprotic

Lösungsmittel oder in einer Mischung aus protischen und oder aprotischen Lösungsmitteln der höhermolekularen Polyhydroxylverbindung b) und/oder gegebenenfalls dem niedermolekularen Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel d) zugesetzt und das Lösungsmittel der Komponente c) gegebenfalls abdestilliert. Als Lösungsmittel eignen sich z.B. Wasser, Methanol, Ethanol, iso-Propanol, 1,2-Ethan- diol, 1 ,4-Butandiol, 1 ,6-Hexandiol, THF, Diethylether, Pentan, Cyclopentan, Hexan, Heptan, Toluol, Aceton, 2-Butanon oder verdünnte Säuren wie Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure, Essigsäure sowie Mischungen der genannten Lösungsmittel.Solvent or in a mixture of protic and or aprotic solvents of the higher molecular weight polyhydroxyl compound b) and / or optionally the low molecular weight chain extender and / or crosslinking agent d) is added and the solvent of component c) is optionally distilled off. Suitable solvents are e.g. Water, methanol, ethanol, isopropanol, 1,2-ethanediol, 1, 4-butanediol, 1, 6-hexanediol, THF, diethyl ether, pentane, cyclopentane, hexane, heptane, toluene, acetone, 2-butanone or dilute acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, acetic acid and mixtures of the solvents mentioned.

In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Dispersionen von nanoskaligem Füllstoff c) in gegenüber NCO-Gruppen inerten Lösungsmitteln, wie Aceton, Tetrahydrofuran oder Kohlenwasserstoffen, z.B. Pentan, Hexan, Heptan, Cyclohexan, Toluol, dem Polyisocyanat a) oder einem isocyanatgruppenhaltigen Prepolymer zugesetzt.In a further variant of the process according to the invention, dispersions of nanoscale filler c) in solvents which are inert to NCO groups, such as acetone, tetrahydrofuran or hydrocarbons, e.g. Pentane, hexane, heptane, cyclohexane, toluene, the polyisocyanate a) or an isocyanate group-containing prepolymer.

Der Füllstoff kann jedoch auch als Pulver, in dem die Primärteilchen des Füllstoffs auch agglomeriert vorliegen können, in das Di- und/oder Polyisocyanat a) und/oder in die höhermolekulare Polyhydroxylverbindung b) und/oder gegebenfalls in die niedermolekularen Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel d) eingebracht werden. Die beim Einarbeiten des Pulvers auftretenden Scherkräfte lösen aus den imHowever, the filler can also be in the form of a powder, in which the primary particles of the filler can also be agglomerated, in the di- and / or polyisocyanate a) and / or in the higher molecular weight polyhydroxyl compound b) and / or optionally in the low molecular chain extender and / or Crosslinking agents d) are introduced. The shear forces that occur when the powder is incorporated release from the in

Pulver in agglomerierter Form vorliegenden Nanoteilchen die Primärteilchen heraus, so daß diese in der Systemkomponente dispergiert vorliegen. Bei der Anwendung der Dispersionstechnik ist darauf zu achten, daß Füllstoffe, in denen starke Wechselwirkungen zwischen den Primärteilchen vorliegen, mit hohen Scherraten redisper- giert werden; hierfür geeignete Apparate sind den Fachmann bekannt (G.W. Becker,Powder in agglomerated form the nanoparticles present the primary particles so that they are dispersed in the system component. When using dispersion technology, care must be taken that fillers in which there are strong interactions between the primary particles are redispersed at high shear rates; apparatus suitable for this are known to the person skilled in the art (G.W. Becker,

D. Braun (Hrsg.): „Kunststoff-Handbuch", Band 7, 3. Auflage, Carl-Hanser-Verlag, München, Wien 1993, S. 139 ff. und dem Artikel von P. Walstra : „Formation of Emulsions" in „Encyclopedia of Emulsions Technology", Vol. 1, Decker- Verlag, New York, Basel, 1983. Der Füllstoffgehalt der erfindungsgemäßen PUR- Elastomeren beträgt im allgemeinen 0,1 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 0,2 bis 10 Gew-%, besonders bevorzugt 0,3-10 Gew.-%.D. Braun (ed.): "Kunststoff-Handbuch", Volume 7, 3rd edition, Carl-Hanser-Verlag, Munich, Vienna 1993, pp. 139 ff. And the article by P. Walstra: "Formation of Emulsions" in "Encyclopedia of Emulsions Technology", Vol. 1, Decker-Verlag, New York, Basel, 1983. The filler content of the invention PUR elastomers is generally 0.1 to 20% by weight, preferably 0.2 to 10% by weight, particularly preferably 0.3-10% by weight.

Die erfindungsgemäßen PUR-Elastomeren können nach den in der Literatur beschriebenen Verfahren, z.B. dem one-shot- oder dem Prepolymer- Verfahren, mit Hilfe von dem Fachmann im Prinzip bekannten Mischvorrichtungen hergestellt werden. Vorzugsweise werden sie nach dem Prepolmer- Verfahren hergestellt.The PUR elastomers according to the invention can be prepared by the processes described in the literature, e.g. the one-shot or the prepolymer process, with the aid of mixing devices known in principle to the person skilled in the art. They are preferably produced by the prepolymer process.

In einer Ausführungsform der Herstellung der erfindungsgemäßen PUR-Elastomeren werden die Ausgangskomponenten in Abwesenheit von Treibmitteln f) üblicherweise bei einer Temperatur von 80 bis 160°C, vorzugsweise von 110 bis 150°C homogen gemischt, die Reaktionsmischung in ein offenes, gegebenfalls temperiertes Formwerkzeug eingebracht und aushärten gelassen. In einer weiteren Variante der Herstellung der erfindungsgemäßen PUR-Elastomeren werden die Aufbaukomponenten in gleicher Weise in Gegenwart von Treibmitteln f), vorzugsweise Wasser, gemischt und in das gegebenfalls temperierte Formwerkzeug eingefüllt. Nach der Befüllung wird das Formwerkzeug geschlossen und man läßt die Reaktionsmischung unter Verdichtung, z.B. mit einem Verdichtungsgrad von 1,1 bis 8, vorzugsweise von 1,2 bis 6 und insbesondere 2 bis 4 zur Bildung von Formkörpern aufschäumen. Sobald die Formkörper eine ausreichende Festigkeit besitzen, werden sie entformt. Die Ent- formungszeiten sind u.a. abhängig von der Temperatur und der Geometrie des Form- Werkzeugs und der Reaktivität der Reaktionsmischung und betragen üblicherweiseIn one embodiment of the production of the PUR elastomers according to the invention, the starting components are mixed homogeneously in the absence of blowing agents f), usually at a temperature of 80 to 160 ° C., preferably 110 to 150 ° C., and the reaction mixture is introduced into an open, optionally tempered mold and allowed to harden. In a further variant of the production of the PUR elastomers according to the invention, the structural components are mixed in the same way in the presence of blowing agents f), preferably water, and poured into the mold, which may be tempered. After filling, the mold is closed and the reaction mixture is left under compression, e.g. Foam with a degree of compaction from 1.1 to 8, preferably from 1.2 to 6 and in particular 2 to 4 to form shaped articles. As soon as the moldings have sufficient strength, they are removed from the mold. The demolding times include depending on the temperature and geometry of the mold and the reactivity of the reaction mixture and are usually

10 bis 60 Minuten.10 to 60 minutes.

Kompakte erfindungsgemäße PUR-Elastomere besitzen, u.a. abhängig vom Füllstoffgehalt und -typ, eine Dichte von 1 ,1 bis 1,8 g/cm3 (zum Vergleich: entsprechende füllstofffreie Produkte besitzen eine Dichte von 1,0 bis 1,4 g/cm3, vorzugsweise 1,1 bis 1,25 g/cm ). Zellige erfindungsgemäße PUR-Elastomere zeigen Dichten von 0,2 bis 1,8 g/cm , vorzugsweise von 0,35 bis 1 g/cm .Depending on the filler content and type, compact PUR elastomers according to the invention have a density of 1.1 to 1.8 g / cm 3 (for comparison: corresponding filler-free products have a density of 1.0 to 1.4 g / cm 3 , preferably 1.1 up to 1.25 g / cm). Cellular PUR elastomers according to the invention have densities of 0.2 to 1.8 g / cm, preferably 0.35 to 1 g / cm.

Die erfindungsgemäßen PUR-Elastomere zeigen unter dynamischer Beanspruchung einen erhöhten Wärmestand und sind daher bis zu einem höheren Temperaturbereich einsetzbar. Bei höheren Temperaturen (> 80°C) zeigen sie im Vergleich zum nicht mit nanoskaligen Füllstoffen gefüllten Elastomeren einen niedrigeren Verlustfaktor (tan θ). Duch den nanoskaligen Füllstoff wird die Kristallisation im Weichsegment und im Hartsegment der erfindungsgemäßen Elastomere erhöht.The PUR elastomers according to the invention show increased heat resistance under dynamic stress and can therefore be used up to a higher temperature range. At higher temperatures (> 80 ° C) they show a lower loss factor (tan θ) compared to the elastomer not filled with nanoscale fillers. The crystallization in the soft segment and in the hard segment of the elastomers according to the invention is increased by the nanoscale filler.

Die erfmdungsgemäßen PUR-Elastomere finden Verwendung zur Herstellung von Formkörpern, vorzugsweise für den Maschinenbau und den Verkehrsmittelsektor. Die zelligen PUR-Elastomere eigenen sich insbesondere zur Herstellung von Dämpfungs- und Federelementen z.B. für Verkehrsmittel, vorzugsweise Kraftfahr- zeuge, Puffern und Deckschichten. Die kompakten PUR-Elastomere eignen sich beispielsweise zum Einsatz in Reifen, Rollen und Walzen, als Walzenbeschichtungen oder zur Herstellung von Riemen. The PUR elastomers according to the invention are used for the production of moldings, preferably for mechanical engineering and the transport sector. The cellular PUR elastomers are particularly suitable for the manufacture of damping and spring elements, for example for means of transport, preferably motor vehicles, buffers and cover layers. The compact PUR elastomers are suitable, for example, for use in tires, rolls and rollers, as roller coatings or for the production of belts.

BeispieleExamples

Der nanoskalige Füllstoff wurde in den Beispielen in Form einer 30,2 Gew.-% SiO2 mit einer mittleren Teilchengröße von ca. 9 nm und einer spezifischen Oberfläche von 300 m2/g in Isopropanol enthaltenden Dispersion mit einem pH-Wert von 8-9 eingesetzt (Organosol® 300, Bayer AG).In the examples, the nanoscale filler was in the form of a 30.2% by weight SiO 2 with an average particle size of approx. 9 nm and a specific surface area of 300 m 2 / g in dispersion containing isopropanol with a pH of 8- 9 used (Organosol ® 300, Bayer AG).

Vergleichsbeispiel I a) Herstellung eines Isocyanatgruppen aufweisenden Prepolymeren auf 1,5- NDI-BasisComparative Example I a) Preparation of a prepolymer having isocyanate groups based on 1,5-NDI

1 000 Gew.-Teile (0,5 mol) eines Poly(ethandiol-l,4-butandiol-adipats) (Molverhältnis Ethandiol: 1,4-Butandiol: Adipinsäure 1 :1 :2) mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 2 000 (errechnet aus der experimentell bestimmten Hydroxylzahl), 11,05 Gew.-Teile Ricinusöl (Hersteller: Alberdingk Boley GmbH) und 16,68 Gew.-1,000 parts by weight (0.5 mol) of a poly (ethanediol-1,4-butanediol adipate) (molar ratio of ethanediol: 1,4-butanediol: adipic acid 1: 1: 2) with a number average molecular weight of 2,000 ( calculated from the experimentally determined hydroxyl number), 11.05 parts by weight of castor oil (manufacturer: Alberdingk Boley GmbH) and 16.68 parts by weight

Teile 2,2',6,6'-Tetraisopropyldiphenylcarbodiimid wurden auf 125°C erwärmt und bei dieser Temperatur mit 272 Gew.-Teilen (1,30 mol) festem 1,5-NDI unter intensivem Rühren versetzt und zur Reaktion gebracht. Man erhielt ein Prepolymeres mit einem NCO-Gehalt von 5,15 Gew.-%.Parts of 2,2 ', 6,6'-tetraisopropyldiphenylcarbodiimide were heated to 125 ° C. and 272 parts by weight (1.30 mol) of solid 1,5-NDI were added at this temperature with vigorous stirring and brought to reaction. A prepolymer with an NCO content of 5.15% by weight was obtained.

b) Herstellung zelliger Formteileb) Production of cellular molded parts

Die Vernetzerkomponente bestand aus 80,74 Gew.-% eines Poly(ethandiol-l,4- butandiol-adipats) (Molverhältnis Ethandiol: 1,4-Butandiol: Adipinsäure 1:1:2), 8,68 Gew.-% Wasser, 8,68 Gew.-% Natriumsalz von sulfatiertem RicinusölThe crosslinker component consisted of 80.74% by weight of a poly (ethanediol-1,4-butanediol adipate) (molar ratio of ethanediol: 1,4-butanediol: adipic acid 1: 1: 2), 8.68% by weight of water , 8.68% by weight sodium salt of sulfated castor oil

(Hersteller: Rheinchemie), 1,74 Gew.-% eines Gemisches aus ethoxylierter Öl- und Ricinolsäure mit durchschnittlich 9 Oxyethyleinheiten sowie des Monoethanolamin- salzes der n-Alkylbenzolsulfonsäure mit C9- bis Cι5-Alkylresten (Hersteller: Rheinchemie) und 1,27 Gew.-% Dimethylcyclohexylamin. 100 Gew.-Teile des nach a) hergestellten und auf 90°C temperierten Isocyanatpre- polymeren wurden mit 10,62 Gew.-Teilen der Vernetzerkomponente ca. 20 Sekunden lang intensiv gerührt. Die Reaktionsmischung wurde danach in ein auf 90°C temperiertes, verschließbares, metallisches Formwerkzeug eingefüllt, das Formwerkzeug wurde verschlossen und die Reaktionsmischung aushärten gelassen. Nach 25 Minuten wurde der mikrozellulare Formkörper entformt und zur thermischen Nachhärtung 16 Stunden lang bei 110°C getempert.(Manufacturer: Rheinchemie), 1.74% by weight of a mixture of ethoxylated oleic and ricinoleic acid with an average of 9 oxyethyl units and the monoethanolamine salt of n-alkylbenzenesulfonic acid with C 9 to C 5 alkyl residues (manufacturer: Rheinchemie) and 1 , 27% by weight of dimethylcyclohexylamine. 100 parts by weight of the isocyanate prepolymer prepared according to a) and heated to 90 ° C. were vigorously stirred with 10.62 parts by weight of the crosslinking component for about 20 seconds. The reaction mixture was then poured into a closable, metallic molding tool heated to 90 ° C., the molding tool was sealed and the reaction mixture was allowed to harden. After 25 minutes, the microcellular molded body was removed from the mold and heat-treated at 110 ° C. for 16 hours for thermal post-curing.

Vergleichsbeispiel II a) Herstellung eines Isocyanatgruppen aufweisenden Prepolymeren auf 4,4'-Comparative Example II a) Preparation of a prepolymer containing isocyanate groups on 4,4'-

MDI-BasisMDI-based

1 000 Gew.-Teile (0,5 mol) eines Poly(ethandioladipats) mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 2000 (errechnet aus der experimentell bestimmten Hydroxylzahl) wurde auf 80°C erwärmt und bei dieser Temperatur mit 215 Gew.-Teilen (0,86 mol) 4,4'-MDI unter intensivem Rühren versetzt und zur Reaktion gebracht. Man erhielt ein Prepolymeres mit einem NCO-Gehalt von 2,50 Gew.-%.1,000 parts by weight (0.5 mol) of a poly (ethanediol adipate) with a number average molecular weight of 2000 (calculated from the experimentally determined hydroxyl number) was heated to 80 ° C and at this temperature with 215 parts by weight (0, 86 mol) of 4,4'-MDI were added with vigorous stirring and brought to reaction. A prepolymer with an NCO content of 2.50% by weight was obtained.

b) Herstellung massiver Formteileb) Production of massive molded parts

Die Vernetzerkomponente bestand aus 84,74 Gew.-% eines Poly(ethandioladipats), 15,26 Gew.-% 1,4-Butandiol und 100 ppm Dibutylzinndilaurat.The crosslinker component consisted of 84.74% by weight of a poly (ethanediol adipate), 15.26% by weight of 1,4-butanediol and 100 ppm of dibutyltin dilaurate.

100 Gew.-Teile des nach a) hergestellten und auf 80°C temperierten Isocyanatpre- polymeren wurden mit 13,0 Gew.-Teilen der Vernetzerkomponente ca. 3 Minuten lang intensiv gerührt. Die Reaktionsmischung wurde danach in ein auf 110°C temperiertes, verschließbares, metallisches Formwerkzeug eingefüllt, das Formwerkzeug wurde verschlossen und die Reaktionsmischung aushärten gelassen. Nach 16 Stunden wurde der massive Formkörper entformt. Vergleichsbeispiel III a) Herstellung eines Isocyanatgruppen aufweisenden Prepolymeren auf 1,5- NDI-Basis100 parts by weight of the isocyanate prepolymer prepared according to a) and heated to 80 ° C. were vigorously stirred with 13.0 parts by weight of the crosslinking component for about 3 minutes. The reaction mixture was then poured into a closable, metallic mold which was heated to 110 ° C., the mold was sealed and the reaction mixture was allowed to harden. After 16 hours, the massive molded body was removed from the mold. Comparative Example III a) Preparation of a prepolymer having isocyanate groups based on 1,5-NDI

1 000 Gew.-Teile (0,5 mol) eines Poly(ethandioladipats) mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 2 000 (errechnet aus der experimentell bestimmten Hydroxylzahl) wurden auf 125°C erwärmt und bei dieser Temperatur mit 180 Gew.-Teilen (0,86 mol) festem 1,5-NDI unter intensivem Rühren versetzt und zur Reaktion ge- bracht. Man erhielt ein Prepolymeres mit einem NCO-Gehalt von 2,54 Gew.-%.1,000 parts by weight (0.5 mol) of a poly (ethanediol adipate) with a number average molecular weight of 2,000 (calculated from the experimentally determined hydroxyl number) were heated to 125 ° C and at this temperature with 180 parts by weight (0 , 86 mol) of solid 1,5-NDI are added with vigorous stirring and brought to reaction. A prepolymer with an NCO content of 2.54% by weight was obtained.

b) Herstellung massiver Formteileb) Production of massive molded parts

Die Vernetzerkomponente bestand aus 1 ,4-Butandiol.The crosslinker component consisted of 1,4-butanediol.

100 Gew.-Teile des nach a) hergestellten und auf 125°C temperierten Isocyanatpre- polymeren wurden mit 1,69 Gew.-Teilen der Vernetzerkomponente ca. 2 Minuten lang intensiv gerührt. Die Reaktionsmischung wurde danach in ein auf 110°C temperiertes, verschließbares, metallisches Formwerkzeug eingefüllt, das Formwerk- zeug wurde verschlossen und die Reaktionsmischung aushärten gelassen. Nach 25100 parts by weight of the isocyanate prepolymer prepared according to a) and heated to 125 ° C. were stirred vigorously with 1.69 parts by weight of the crosslinking component for about 2 minutes. The reaction mixture was then poured into a closable, metal mold that was heated to 110 ° C., the mold was closed and the reaction mixture was allowed to harden. After 25

Minuten wurde der massive Formköφer entformt und zur thermischen Nachhärtung 16 Stunden bei 110°C getempert.The solid molded body was demolded for minutes and annealed at 110 ° C for 16 hours for thermal post-curing.

Vergleichsbeispiel IV a) Herstellung eines SiO enthaltenden, Isocyanatgruppen aufweisenden Prepolymeren auf 1,5-NDI-BasisComparative Example IV a) Preparation of a SiO-containing, N-based prepolymer containing isocyanate groups

1 000 Gew.-Teile (0,5 mol) eines Poly(ethandiol-l,4-butandioladipats) (Molver- hältnis Ethandiol: 1,4-Butandiol: Adipinsäure 1 :1 :2) mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 2 000 (errechnet aus der experimentell bestimmten Hydroxylzahl), in welchem 71 Gew.-Teile SiO2 (Aldrich Nr. 342890, -325 mesh) dispergiert worden waren, wurden mit 11,05 Gew.-Teilen Ricinusöl (Hersteller: Alberdingk Boley GmbH) und 16,68 Gew.-Teile 2,2',6,6'-Tetraisopropyldiphenylcarbodiimid vermischt, die Mischung dann auf 125°C erwärmt und bei dieser Temperatur mit 272 Gew.-Teilen (1,30 mol) festem 1,5-NDI unter intensivem Rühren versetzt und zur Reaktion gebracht. Man erhielt ein Prepolymeres mit einem NCO-Gehalt von 5,12 Gew.-%.1,000 parts by weight (0.5 mol) of a poly (ethanediol-1,4-butanediol adipate) (molar ratio of ethanediol: 1,4-butanediol: adipic acid 1: 1: 2) with a number average molecular weight of 2,000 ( calculated from the experimentally determined hydroxyl number), in which 71 parts by weight of SiO 2 (Aldrich No. 342890, -325 mesh) had been dispersed, 11.05 parts by weight of castor oil (manufacturer: Alberdingk Boley GmbH) and 16.68 parts by weight of 2, 2 ', 6,6'-tetraisopropyldiphenylcarbodiimide are mixed, the mixture is then heated to 125 ° C. and 272 parts by weight (1.30 mol) of solid 1,5-NDI are added at this temperature with vigorous stirring and brought to reaction. A prepolymer with an NCO content of 5.12% by weight was obtained.

b) Herstellung zelliger Formteileb) Production of cellular molded parts

Die Vernetzerkomponente bestand aus 80,74 Gew.-% eines Poly(ethandiol-l,4- butandioladipats) (Molverhältnis Ethandiol: 1,4-Butandiol: Adipinsäure 1 :1:2), 8,68 Gew.-% Wasser, 8,68 Gew.-% Natriumsalz von sulfatiertem Ricinusöl (Hersteller: Rheinchemie), 1,74 Gew.-% eines Gemisches aus ethoxylierter Öl- und Ricinolsäure mit durchschnittlich 9 Oxyethyleinheiten sowie des Monoethanolamin- salzes der n-Alkylbenzolsulfonsäure mit C9- bis Cis-Alkylresten (Hersteller: Rheinchemie) und 1,27 Gew.-% Dimethylcyclohexylamin.The crosslinker component consisted of 80.74% by weight of a poly (ethanediol-1,4-butanediol adipate) (molar ratio of ethanediol: 1,4-butanediol: adipic acid 1: 1: 2), 8.68% by weight of water, 8 , 68% by weight sodium salt of sulfated castor oil (manufacturer: Rheinchemie), 1.74% by weight of a mixture of ethoxylated oleic and ricinoleic acid with an average of 9 oxyethyl units and the monoethanolamine salt of n-alkylbenzenesulfonic acid with C 9 to cis Alkyl residues (manufacturer: Rheinchemie) and 1.27% by weight dimethylcyclohexylamine.

100 Gew.-Teile des nach a) hergestellten und auf auf 90°C temperierten Isocyanat- prepolymeren wurden mit 10,62 Gew.-Teilen der Vernetzerkomponente ca. 20100 parts by weight of the isocyanate prepolymer prepared according to a) and heated to 90 ° C. were mixed with 10.62 parts by weight of the crosslinking component

Sekunden lang intensiv gerührt. Die Reaktionsmischung wurde danach in ein auf 90°C temperiertes, verschließbares, metallisches Formwerkzeug eingefüllt, das Formwerkzeug wurde verschlossen und die Reaktionsmischung aushärten gelassen. Nach 25 Minuten wurde der mikrozellulare Formköφer entformt und zur thermischen Nachhärtung bei 110°C 16 Stunden getempert. Beispiel 1 a) Herstellung eines SiO2-Nanoteilchen enthaltenden, Isocyanatgruppen aufweisenden Prepolymeren auf 1,5-NDI-BasisVigorously stirred for seconds. The reaction mixture was then poured into a closable, metallic molding tool heated to 90 ° C., the molding tool was sealed and the reaction mixture was allowed to harden. After 25 minutes, the microcellular molded article was removed from the mold and annealed at 110 ° C. for 16 hours for thermal post-curing. Example 1 a) Preparation of a prepolymer containing isocyanate groups and containing SiO 2 nanoparticles and based on 1,5-NDI

1 000 Gew.-Teile (0,5 mol) eines Poly(ethandiol-l,4-butandioladipats) (Molver- hältnis Ethandiol: 1,4-Butandiol: Adipinsäure 1:1:2) mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 2 000 (errechnet aus der experimentell bestimmten Hydroxylzahl) werden mit 238 Gew.-Teilen einer 30,2 gew.-%igen Dispersion von SiO2 (mittlerer Teilchendurchmesser ca. 9 nm) in iso-Propanol unter intensivem Rühren versetzt und das iso-Propanol im Vakuum bei 110°C abdestilliert. In dieses Gemisch werden1,000 parts by weight (0.5 mol) of a poly (ethanediol-1,4-butanediol adipate) (molar ratio of ethanediol: 1,4-butanediol: adipic acid 1: 1: 2) with a number average molecular weight of 2,000 ( calculated from the experimentally determined hydroxyl number) are mixed with 238 parts by weight of a 30.2% by weight dispersion of SiO 2 (average particle diameter approx. 9 nm) in isopropanol with vigorous stirring and the isopropanol in vacuo distilled off at 110 ° C. Be in this mixture

11,05 Gew.-Teile Ricinusöl (Hersteller: Alberdingk Boley GmbH) und 16,68 Gew.-Teile 2,2',6,6'-Tetraisopropyldiphenyl-carbodiimid eingerührt, die Mischung dann auf 125 °C erwärmt und bei dieser Temperatur mit 272 Gew.-Teilen (1,30 mol) festem 1,5-NDI unter intensivem Rühren versetzt und zur Reaktion gebracht. Man erhielt ein Prepolymeres mit einem NCO-Gehalt von 5,12 Gew.-%.11.05 parts by weight of castor oil (manufacturer: Alberdingk Boley GmbH) and 16.68 parts by weight of 2,2 ', 6,6'-tetraisopropyldiphenyl-carbodiimide, the mixture was then heated to 125 ° C. and at this temperature mixed with 272 parts by weight (1.30 mol) of solid 1,5-NDI with vigorous stirring and brought to reaction. A prepolymer with an NCO content of 5.12% by weight was obtained.

b) Herstellung zelliger Formteileb) Production of cellular molded parts

Die Vernetzerkomponente bestand aus 80,74 Gew.-% eines Poly(ethandiol-l,4- butandioladipats) (Molverhältnis Ethandiol: 1,4-Butandiol: Adipinsäure 1 :1:2), 8,68The crosslinker component consisted of 80.74% by weight of a poly (ethanediol-1,4-butanediol adipate) (molar ratio of ethanediol: 1,4-butanediol: adipic acid 1: 1: 2), 8.68

Gew.-% Wasser, 8,68 Gew.-% Natriumsalz von sulfatiertem Ricinusöl (Hersteller: Rheinchemie), 1,74 Gew.-% eines Gemisches aus ethoxylierter Öl- und Ricinolsäure mit durchschnittlich 9 Oxyethyleinheiten sowie des Monoethanolaminsalzes der n- Alkylbenzolsulfonsäure mit Cς>- bis Cι5-Alkylresten (Hersteller: Rheinchemie) und 1,27 Gew.-% Dimethylcyclohexylamin.% By weight of water, 8.68% by weight of sodium salt of sulfated castor oil (manufacturer: Rheinchemie), 1.74% by weight of a mixture of ethoxylated oleic and ricinoleic acids with an average of 9 oxyethyl units and the monoethanolamine salt of n-alkylbenzenesulfonic acid Cς> - Cι to 5 alkyl groups (manufactured by Rhein Chemie) and 1.27 wt .-% of dimethylcyclohexylamine.

100 Gew.-Teile des nach a) hergestellten und auf auf 90°C temperierten Isocyanat- prepolymeren wurden mit 10,62 Gew.-Teilen der Vernetzerkomponente ca. 20 Sekunden lang intensiv gerührt. Die Reaktionsmischung wurde danach in ein auf 90°C temperiertes, verschließbares, metallisches Formwerkzeug eingefüllt, das100 parts by weight of the isocyanate prepolymer prepared according to a) and heated to 90 ° C. were vigorously stirred with 10.62 parts by weight of the crosslinking component for about 20 seconds. The reaction mixture was then poured into a closable, metallic mold which was heated to 90 ° C. and which

Formwerkzeug wurde verschlossen und die Reaktionsmischung aushärten gelassen. Nach 25 Minuten wurde der mikrozellulare Formköφer entformt und zur thermischen Nachhärtung 16 Stunden lang bei 110°C getempert.The mold was closed and the reaction mixture was allowed to harden. After 25 minutes, the microcellular molded body was removed from the mold and annealed at 110 ° C. for 16 hours for thermal post-curing.

Beispiel 2 a) Herstellung eines SiO2-Nanoteilchen enthaltenden, Isocyanatgruppen aufweisenden Prepolymeren auf 4,4'-MDI-BasisExample 2 a) Preparation of a prepolymer containing 4,4'-MDI and containing isocyanate groups and containing SiO 2 nanoparticles

1 000 Gew.-Teile (0,5 mol) eines Poly(ethandioladipats) mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 2 000 (errechnet aus der experimentell bestimmten Hydroxylzahl) wurden mit 195,1 Gew.-Teilen einer 30,2 gew.-%igen Dispersion von SiO2 (mittlerer Teilchendurchmesser ca. 9 nm) in iso-Propanol unter intensivem Rühren versetzt und das iso-Propanol im Vakuum bei 80°C abdestilliert. Die Mischung wurde dann auf 50°C temperiert und bei dieser Temperatur mit 149,9 Gew.-Teilen (0,86 mol) 4,4'-MDI unter intensivem Rühren versetzt und zur Reaktion gebracht.1,000 parts by weight (0.5 mol) of a poly (ethanediol adipate) with a number average molecular weight of 2,000 (calculated from the experimentally determined hydroxyl number) were 30.2% by weight with 195.1 parts by weight Dispersion of SiO 2 (average particle diameter approx. 9 nm) in iso-propanol is added with vigorous stirring and the iso-propanol is distilled off in vacuo at 80 ° C. The mixture was then heated to 50 ° C. and 149.9 parts by weight (0.86 mol) of 4,4′-MDI were added at this temperature, with vigorous stirring, and the mixture was reacted.

Man erhielt ein Prepolymeres mit einem NCO-Gehalt von 2,48 Gew.-%.A prepolymer with an NCO content of 2.48% by weight was obtained.

b) Herstellung massiver, SiO2-Nanoteilchen enthaltender Formteile. Die Vernetzerkomponente bestand aus 1,4-Butandiol.b) Production of massive molded parts containing SiO 2 nanoparticles. The crosslinker component consisted of 1,4-butanediol.

100 Gew.-Teile des nach a) hergestellten und auf auf 90°C temperierten Isocyanat- prepolymeren wurden mit 2,48 Gew.-Teilen der Vernetzerkomponente ca. 20 Sekunden lang intensiv gerührt. Die Reaktionsmischung wurde danach in ein auf 120°C temperiertes, verschließbares, metallisches Formwerkzeug eingefüllt, das Formwerkzeug wurde verschlossen und der massive Formköφer zur thermischen100 parts by weight of the isocyanate prepolymer prepared according to a) and heated to 90 ° C. were stirred vigorously with 2.48 parts by weight of the crosslinking component for about 20 seconds. The reaction mixture was then poured into a closable, metallic mold that was heated to 120 ° C., the mold was closed and the solid mold body was used for thermal purposes

Nachhärtung 16 Stunden lang bei 120°C getempert und anschließend entformt. Beispiel 3 a) Herstellung eines SiO2-Nanoteilchen enthaltenden, Isocyanatgruppen aufweisenden Prepolymeren auf 1,5-NDI-BasisPost-curing annealed at 120 ° C for 16 hours and then demolded. Example 3 a) Preparation of a prepolymer containing isocyanate groups and containing SiO 2 nanoparticles and based on 1,5-NDI

1 000 Gew.-Teile (0,5 mol) eines Poly(ethandioladipats) mit einem zahlenmittleren1,000 parts by weight (0.5 mol) of a poly (ethanediol adipate) with a number average

Molekulargewicht von 2000 (errechnet aus der experimentell bestimmten Hydroxylzahl) wurden mit 209,1 Gew.-Teilen einer 30,2 gew.-%igen Dispersion von SiO2 (mittlerer Teilchendurchmesser ca. 9 nm) in iso-Propanol unter intensivem Rühren versetzt und das iso-Propanol im Vakuum bei 80 °C abdestilliert. Die Mischung wurde dann auf 125°C erwärmt und bei dieser Temperatur mit 180 Gew.-TeilenMolecular weight of 2000 (calculated from the experimentally determined hydroxyl number) were mixed with 209.1 parts by weight of a 30.2% by weight dispersion of SiO 2 (average particle diameter approx. 9 nm) in isopropanol with vigorous stirring and the isopropanol is distilled off in vacuo at 80.degree. The mixture was then heated to 125 ° C and at this temperature with 180 parts by weight

(0,86 mol) festem 1,5-NDI unter intensivem Rühren versetzt und zur Reaktion gebracht. Man erhielt ein Prepolymeres mit einem NCO-Gehalt von 2,52 Gew.-%.(0.86 mol) of solid 1,5-NDI was added with vigorous stirring and brought to reaction. A prepolymer with an NCO content of 2.52% by weight was obtained.

b) Herstellung massiver, SiO2-Nanoteilchen enthaltender Formteile Die Vernetzerkomponente bestand aus 1,4-Butandiol.b) Production of Solid Moldings Containing SiO 2 Nanoparticles The crosslinking component consisted of 1,4-butanediol.

100 Gew.-Teile des nach a) hergestellten und auf auf 90°C temperierten Isocyanat- prepolymeren wurden mit 1,69 Gew.-Teilen der Vernetzerkomponente ca. 20 Sekunden lang intensiv gerührt. Die Reaktionsmischung wurde danach in ein auf 120°C temperiertes, verschließbares, metallisches Formwerkzeug eingefüllt, das100 parts by weight of the isocyanate prepolymer prepared according to a) and heated to 90 ° C. were vigorously stirred with 1.69 parts by weight of the crosslinking component for about 20 seconds. The reaction mixture was then poured into a closable, metal mold which was heated to 120 ° C. and which

Formwerkzeug wurde verschlossen und die Reaktionsmischung aushärten gelassen. Nach 25 Minuten wurde der massive Formköφer entformt und zur thermischen Nachhärtung 16 Stunden lang bei 120°C getempert. The mold was closed and the reaction mixture was allowed to harden. After 25 minutes, the massive molded body was removed from the mold and annealed at 120 ° C. for 16 hours for thermal post-curing.

Beispiel 4 a) Herstellung eines SiO2-Nanoteilchen enthaltenden, Isocyanatgruppen aufweisenden Prepolymeren auf 1,5-NDI-BasisExample 4 a) Preparation of a prepolymer containing isocyanate groups and containing SiO 2 nanoparticles and based on 1,5-NDI

1 000 Gew.-Teile (0,5 mol) eines Poly(ethandioladipats) mit einem zahlenmittleren1,000 parts by weight (0.5 mol) of a poly (ethanediol adipate) with a number average

Molekulargewicht von 2 000 (errechnet aus der experimentell bestimmten Hydroxylzahl) wurden mit 20,9 Gew.-Teilen einer 30,2 gew.-%igen Dispersion von SiO2 (mittlerer Teilchendurchmesser ca. 9 nm) in iso-Propanol unter intensivem Rühren versetzt und das iso-Propanol im Vakuum bei 80°C abdestilliert. Die Mischung wurde dann auf 125°C erwärmt und bei dieser Temperatur mit 180 Gew.-TeilenMolecular weight of 2,000 (calculated from the experimentally determined hydroxyl number) were mixed with 20.9 parts by weight of a 30.2% by weight dispersion of SiO 2 (average particle diameter approx. 9 nm) in isopropanol with vigorous stirring and distilled off the iso-propanol in vacuo at 80 ° C. The mixture was then heated to 125 ° C and at this temperature with 180 parts by weight

(0,86 mol) festem 1,5-NDI unter intensivem Rühren versetzt und zur Reaktion gebracht. Man erhielt ein Prepolymeres mit einem NCO-Gehalt von 2,52 Gew.-%.(0.86 mol) of solid 1,5-NDI was added with vigorous stirring and brought to reaction. A prepolymer with an NCO content of 2.52% by weight was obtained.

b) Herstellung massiver, SiO2-Nanoteilchen enthaltender Formteile Die Vernetzerkomponente bestand aus 1 ,4-Butandiol.b) Production of Solid Moldings Containing SiO 2 Nanoparticles The crosslinker component consisted of 1,4-butanediol.

100 Gew.-Teile des nach a) hergestellten und auf 90°C temperierten Isocyanatpre- polymeren wurden mit 1,69 Gew.-Teilen der Vernetzerkomponente ca. 20 Sekunden lang intensiv gerührt. Die Reaktionsmischung wurde danach in ein auf 120°C temperiertes, verschließbares, metallisches Formwerkzeug eingefüllt, das Formwerkzeug wurde verschlossen und die Reaktionsmischung aushärten gelassen. Nach 25 Minuten wurde der massive Formköφer entformt und zur thermischen Nachhärtung 16 Stunden lang bei 120°C getempert.100 parts by weight of the isocyanate prepolymer prepared according to a) and heated to 90 ° C. were vigorously stirred with 1.69 parts by weight of the crosslinking component for about 20 seconds. The reaction mixture was then poured into a closable, metallic mold that was heated to 120 ° C., the mold was sealed and the reaction mixture was allowed to harden. After 25 minutes, the massive molded body was removed from the mold and annealed at 120 ° C. for 16 hours for thermal post-curing.

Beispiel 5 a) Herstellung eines SiO2-Nanoteilchen enthaltenden, Isocyanatgruppen aufweisenden Prepolymeren auf 1,5-NDI-BasisExample 5 a) Preparation of a prepolymer containing isocyanate groups and containing SiO 2 nanoparticles and based on 1,5-NDI

1 000 Gew.-Teile (0,5 mol) eines Poly(ethandioladipats) mit einem zahlenmittleren1,000 parts by weight (0.5 mol) of a poly (ethanediol adipate) with a number average

Molekulargewicht von 2 000 (errechnet aus der experimentell bestimmten Hydroxyl- zahl) wurden mit 83,6 Gew.-Teilen einer 30,2 gew.-%igen Dispersion von SiO2 (mittlerer Teilchendurchmesser ca. 9 nm) in iso-Propanol unter intensivem Rühren versetzt und das iso-Propanol im Vakuum bei 80 °C abdestilliert. Die Mischung wurde dann auf 125°C erwärmt und bei dieser Temperatur mit 180 Gew.-Teilen (0,86 mol) festem 1,5-NDI unter intensivem Rühren versetzt und zur Reaktion gebracht. Man erhielt ein Prepolymeres mit einem NCO-Gehalt von 2,52 Gew.-%.Molecular weight of 2,000 (calculated from the experimentally determined hydroxyl number) were mixed with 83.6 parts by weight of a 30.2% by weight dispersion of SiO 2 (average particle diameter approx. 9 nm) in isopropanol with vigorous stirring and the isopropanol in vacuo at 80 ° C distilled off. The mixture was then heated to 125 ° C. and, at this temperature, 180 parts by weight (0.86 mol) of solid 1,5-NDI were added with vigorous stirring and brought to reaction. A prepolymer with an NCO content of 2.52% by weight was obtained.

b) Herstellung massiver, SiO2-Nanoteilchen enthaltender Formteile Die Vernetzerkomponente bestand aus 1 ,4-Butandiolb) Production of Solid Moldings Containing SiO 2 Nanoparticles The crosslinker component consisted of 1,4-butanediol

100 Gew.-Teile des nach a) hergestellten und auf 90°C temperierten Isocyanatpre- polymeren wurden mit 1,69 Gew.-Teilen der Vernetzerkomponente ca. 20 Sekunden lang intensiv gerührt. Die Reaktionsmischung wurde danach in ein auf 120°C temperiertes, verschließbares, metallisches Formwerkzeug eingefüllt, das Formwerk- zeug wurde verschlossen und die Reaktionsmischung aushärten gelassen. Nach 25100 parts by weight of the isocyanate prepolymer prepared according to a) and heated to 90 ° C. were vigorously stirred with 1.69 parts by weight of the crosslinking component for about 20 seconds. The reaction mixture was then poured into a closable, metallic molding tool tempered at 120 ° C., the molding tool was sealed and the reaction mixture was allowed to harden. After 25

Minuten wurde der massive Formköφer entformt und zur thermischen Nachhärtung 16 Stunden lang bei 120°C getempert.The massive molded body was demolded for minutes and annealed at 120 ° C for 16 hours for thermal post-curing.

Beispiel 6 a) Herstellung eines SiO2-Nanoteilchen enthaltenden, Isocyanatgruppen aufweisenden Prepolymeren auf 1,5-NDI-BasisExample 6 a) Preparation of a prepolymer containing isocyanate groups and containing SiO 2 nanoparticles and based on 1,5-NDI

1 000 Gew.-Teile (0,5 mol) eines Poly(ethandiol-l,4-butandioladipats) (Molver- hältnis Ethandiol: 1,4-Butandiol: Adipinsäure 1 :1:2) mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von 2 000 (errechnet aus der experimentell bestimmten Hydroxylzahl) werden mit 95 Gew.-Teilen einer 30,2 gew.-%igen Dispersion von SiO2 (mittlerer Teilchendurchmesser ca. 9 nm) in iso-Propanol unter intensivem Rühren versetzt und das iso-Propanol im Vakuum bei 110°C abdestilliert. In dieses Gemisch werden 11,05 Gew.-Teile Ricinusöl (Hersteller: Alberdingk Boley GmbH) und 16,68 Gew.-1,000 parts by weight (0.5 mol) of a poly (ethanediol-1,4-butanediol adipate) (molar ratio of ethanediol: 1,4-butanediol: adipic acid 1: 1: 2) with a number average molecular weight of 2,000 ( calculated from the experimentally determined hydroxyl number) are mixed with 95 parts by weight of a 30.2% by weight dispersion of SiO 2 (average particle diameter approx. 9 nm) in isopropanol with vigorous stirring and the isopropanol in vacuo distilled off at 110 ° C. 11.05 parts by weight of castor oil (manufacturer: Alberdingk Boley GmbH) and 16.68 parts by weight of

Teile 2,2',6,6'-Tetraisopropyldiphenyl-carbodiimid eingerührt, die Mischung dann auf 125°C erwärmt und bei dieser Temperatur mit 272 Gew.-Teilen (1,30 mol) festem 1,5-NDI unter intensivem Rühren versetzt und zur Reaktion gebracht. Man erhielt ein Prepofymeres mit einem NCO-Gehalt von 5,12 Gew.-%.Parts 2,2 ', 6,6'-tetraisopropyldiphenyl-carbodiimide stirred in, the mixture then warmed to 125 ° C. and mixed with 272 parts by weight (1.30 mol) of solid 1,5-NDI at this temperature with vigorous stirring and brought to reaction. A prepolymer with an NCO content of 5.12% by weight was obtained.

b) Herstellung zelliger Formteileb) Production of cellular molded parts

Die Vernetzerkomponente bestand aus 80,74 Gew.-% eines Poly(ethandiol-l,4- butandioladipats) (Molverhältnis Ethandiol: 1 ,4-Butandiol: Adipinsäure 1:1:2), 8,68 Gew.-% Wasser, 8,68 Gew.-% Natriumsalz von sulfatiertem Ricinusöl (Hersteller: Rheinchemie), 1,74 Gew.-% eines Gemisches aus ethoxylierter Öl- und Ricinolsäure mit durchschnittlich 9 Oxyethyleinheiten sowie des Monoethanolaminsalzes der n- Alkylbenzolsulfonsäure mit C9- bis C,5-Alkylresten (Hersteller: Rheinchemie) und 1 ,27 Gew.-% Dimethylcyclohexylamin.The crosslinker component consisted of 80.74% by weight of a poly (ethanediol-1,4-butanediol adipate) (molar ratio of ethanediol: 1,4-butanediol: adipic acid 1: 1: 2), 8.68% by weight of water, 8 , 68% by weight sodium salt of sulfated castor oil (manufacturer: Rheinchemie), 1.74% by weight of a mixture of ethoxylated oleic and ricinoleic acid with an average of 9 oxyethyl units and the monoethanolamine salt of n-alkylbenzenesulfonic acid with C 9 - to C, 5 Alkyl residues (manufacturer: Rheinchemie) and 1.27% by weight dimethylcyclohexylamine.

100 Gew.-Teile des nach a) hergestellten und auf 90°C temperierten Isocyanatpre- polymeren wurden mit 10,62 Gew.-Teilen der Vernetzerkomponente ca. 20 Sekunden lang intensiv gerührt. Die Reaktionsmischung wurde danach in ein auf 90°C temperiertes, verschließbares, metallisches Formwerkzeug eingefüllt, das Formwerkzeug wurde verschlossen und die Reaktionsmischung aushärten gelassen. Nach 25 Minuten wurde der mikrozellulare Formköφer entformt und zur thermischen Nachhärtung 16 Stunden lang bei 110°C getempert.100 parts by weight of the isocyanate prepolymer prepared according to a) and heated to 90 ° C. were vigorously stirred with 10.62 parts by weight of the crosslinking component for about 20 seconds. The reaction mixture was then poured into a closable, metallic molding tool heated to 90 ° C., the molding tool was sealed and the reaction mixture was allowed to harden. After 25 minutes, the microcellular molded body was removed from the mold and annealed at 110 ° C. for 16 hours for thermal post-curing.

Beispiel 7Example 7

a) Herstellung eines SiO2-Nanoteilchen enthaltenden, Isocyanatgruppen aufweisenden Prepolymeren auf 1,5-NDI-Basisa) Preparation of a prepolymer containing isocyanate groups and containing SiO 2 nanoparticles on a 1,5-NDI basis

1 000 Gew.-Teile (0,5 mol) eines eines Poly(ethandiol-l,4-butandioladipats) (Mol- Verhältnis Ethandiol: 1,4-Butandiol: Adipinsäure 1 :1:2) mit einem zahlenmittleren1,000 parts by weight (0.5 mol) of a poly (ethanediol-1,4-butanediol adipate) (molar ratio of ethanediol: 1,4-butanediol: adipic acid 1: 1: 2) with a number-average

Molekulargewicht von 2 000 (errechnet aus der experimentell bestimmten Hydroxyl- zahl) werden mit 24 Gew.-Teilen einer 30,2 gew.-%igen Dispersion von SiO2 (mittlerer Teilchendurchmesser ca. 9 nm) in iso-Propanol unter intensivem Rühren versetzt und das iso-Propanol im Vakuum bei 110°C abdestilliert. In dieses Gemisch werden 11,05 Gew.-Teile Ricinusöl (Hersteller: Alberdingk Boley GmbH) und 16,68 Gew.-Teile 2,2',6,6'-Tetraisopropyldiphenyl-carbodiimid eingerührt, die Mischung dann auf 125°C erwärmt und bei dieser Temperatur mit 272 Gew.-Teilen (1,30 mol) festem 1,5-NDI unter intensivem Rühren versetzt und zur Reaktion gebracht. Man erhielt ein Prepolymeres mit einem NCO-Gehalt von 5,12 Gew.-%.Molecular weight of 2,000 (calculated from the experimentally determined hydroxyl number) are mixed with 24 parts by weight of a 30.2% by weight dispersion of SiO 2 (average particle diameter approx. 9 nm) in isopropanol with vigorous stirring and the isopropanol is distilled off in vacuo at 110.degree , 11.05 parts by weight of castor oil (manufacturer: Alberdingk Boley GmbH) and 16.68 parts by weight of 2,2 ', 6,6'-tetraisopropyldiphenylcarbodiimide are stirred into this mixture, and the mixture is then heated to 125.degree and at this temperature 272 parts by weight (1.30 mol) of solid 1,5-NDI were added with vigorous stirring and brought to reaction. A prepolymer with an NCO content of 5.12% by weight was obtained.

b) Herstellung zelliger Formteileb) Production of cellular molded parts

Die Vernetzerkomponente bestand aus 80,74 Gew.-% eines Poly(ethandiol-l,4- butandioladipats) (Molverhältnis Ethandiol: 1,4-Butandiol: Adipinsäure 1 :1 :2), 8,68 Gew.-% Wasser, 8,68 Gew.-% Natriumsalz von sulfatiertem Ricinusöl (Hersteller: Rheinchemie), 1,74 Gew.-% eines Gemisches aus ethoxylierter Öl- und Ricinolsäure mit durchschnittlich 9 Oxyethyleinheiten sowie des Monoethanolaminsalzes der n- Alkylbenzolsulfonsäure mit Cg- bis Cis-Alkylresten (Hersteller: Rheinchemie) und 1,27 Gew.-% Dimethylcyclohexylamin.The crosslinker component consisted of 80.74% by weight of a poly (ethanediol-1,4-butanediol adipate) (molar ratio of ethanediol: 1,4-butanediol: adipic acid 1: 1: 2), 8.68% by weight of water, 8 , 68% by weight sodium salt of sulfated castor oil (manufacturer: Rheinchemie), 1.74% by weight of a mixture of ethoxylated oleic and ricinoleic acid with an average of 9 oxyethyl units and the monoethanolamine salt of n-alkylbenzenesulfonic acid with Cg to cis alkyl residues ( Manufacturer: Rheinchemie) and 1.27% by weight dimethylcyclohexylamine.

100 Gew.-Teile des nach a) hergestellten und auf 90°C temperierten Isocyanatpre- polymeren wurden mit 10,62 Gew.-Teilen der Vernetzerkomponente ca. 20 Sekunden lang intensiv gerührt. Die Reaktionsmischung wurde danach in ein auf 90°C temperiertes, verschließbares, metallisches Formwerkzeug eingefüllt, das Formwerkzeug wurde verschlossen und die Reaktionsmischung aushärten gelassen. Nach 25 Minuten wurde der mikrozellulare Formköφer entformt und zur thermischen Nachhärtung 16 Stunden lang bei 110°C getempert.100 parts by weight of the isocyanate prepolymer prepared according to a) and heated to 90 ° C. were vigorously stirred with 10.62 parts by weight of the crosslinking component for about 20 seconds. The reaction mixture was then poured into a closable, metallic molding tool heated to 90 ° C., the molding tool was sealed and the reaction mixture was allowed to harden. After 25 minutes, the microcellular molded body was removed from the mold and annealed at 110 ° C. for 16 hours for thermal post-curing.

Die mechanischen Eigenschaften der in den Beispielen hegestellten Elastomere sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt. Der Druckverformungsrest wurde in Anlehnung an DIN 53 572 gemessen; Zugfestigkeit und Bruchdehnung wurden imThe mechanical properties of the elastomers produced in the examples are summarized in the table below. The compression set was measured based on DIN 53 572; Tensile strength and elongation at break were in

Zugversuch nach DIN 53 455 und Weiterreißfestigkeiten im Zugversuch nach DIN 53 515 bestimmt; Modulwerte bzw. die zugehörigen Werte für tan δ und der Wärmestand als Temperatur für den Modulwert bei 1 MPa wurden den Meßkurven einer dynamisch-mechanischen Analyse nach DIN 53 445 entnommen. Tensile test according to DIN 53 455 and tear strength in the tensile test according to DIN 53 515 determined; Module values or the associated values for tan δ and the heat level as temperature for the module value at 1 MPa were taken from the measurement curves of a dynamic mechanical analysis according to DIN 53 445.

Tab. 1: Statische und dynamische Eigenschaften der massiven und zelligen PUR-Elastomere gemäß Vergleichsbeispielen uTab. 1: Static and dynamic properties of the solid and cellular PUR elastomers according to comparative examples u

Beis ielenExamples

Figure imgf000034_0001
)Ermittelt aus TEM-Aufhahmen der entsprechenden Proben nach der Methode der Bestimmung des Durchmessers flächengleic
Figure imgf000034_0001
) Determined from TEM recordings of the corresponding samples according to the method of determining the diameter flat

Kreise. *)gemäß der Auswertung der TEM-Aufhahmen liegt der nanoskalige Füllstoff nicht aggregiert und vollständig in der Polymermat dispergiert vor. Circles. *) According to the evaluation of the TEM images, the nanoscale filler is not aggregated and completely dispersed in the polymer material.

Claims

Patentansprüche claims 1. Kompakte und/oder zellige Polyurethanelastomere, die 0,01 bis 20 Gew.-% nanoskaliges SiO2 mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 1 bis 500 nm enthalten, wobei die Teilchen nicht aggregiert vorliegen.1. Compact and / or cellular polyurethane elastomers containing 0.01 to 20% by weight of nanoscale SiO 2 with an average particle diameter of 1 to 500 nm, the particles not being aggregated. 2. Verfahren zur Herstellung der Elastomere gemäß Anspruch 1 durch Umsetzung von a) Di- und/oder Polyisocyanaten mit b) höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen, c) einem nanoskaligen Füllstoff,2. A process for the preparation of the elastomers according to claim 1 by reacting a) di- and / or polyisocyanates with b) higher molecular weight polyhydroxyl compounds, c) a nanoscale filler, und gegebenenfallsand if necessary d) niedermolekularen Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmitteln, e) Katalysatoren, f) Treibmitteln und g) Zusatzstoffen,d) low molecular weight chain extenders and / or crosslinking agents, e) catalysts, f) blowing agents and g) additives, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als nanoskaliger Füllstoff nanoskaliges SiO2 oder ein Füllstoff, der durch Anwendung eines geeigneten Verfahrens im resultierenden PUR-Elastomer als nanoskaliges SiO2 vorliegt, verwendet wird.which is characterized in that the nanoscale filler used is nanoscale SiO 2 or a filler which is present as nanoscale SiO 2 in the resulting PUR elastomer by using a suitable process. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der nanoskalige Füllstoff c) den höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen b) oder den niedermolekularen Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmitteln d) zugegeben wird.A method according to claim 2, in which the nanoscale filler c) is added to the higher molecular weight polyhydroxyl compounds b) or to the low molecular weight chain extenders and / or crosslinking agents d). 4. Verfahren gemäß Anspruch 3, bei dem der nanoskalige Füllstoff c) den höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen b) oder den niedermolekularen Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmitteln d) in Form einer Dispersion in einem Lösungsmittel zugegeben und das Lösungsmittel anschließend abdestilliert wird.4. The method according to claim 3, wherein the nanoscale filler c) the higher molecular weight polyhydroxyl compounds b) or the lower molecular weight Chain extenders and / or crosslinking agents d) are added in the form of a dispersion in a solvent and the solvent is then distilled off. 5. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der nanoskalige Füllstoff c) als5. The method according to claim 2, wherein the nanoscale filler c) as Dispersion in einem gegenüber Isocyanatgruppen inerten Lösungsmittel den Di- oder Polyisocyanaten a) oder einem Prepolymer zugegeben wird, das unter Verwendung von zumindest einem Teil der Di- oder Polyisocyanate a) und zumindest einem Teil der höhermolekularen Polyhydroxylverbindungen b) hergestellt wurde.Dispersion in a solvent which is inert to isocyanate groups is added to the di- or polyisocyanates a) or to a prepolymer which has been prepared using at least some of the di- or polyisocyanates a) and at least some of the higher molecular weight polyhydroxyl compounds b). 6. Formköφer enthaltend Polyurethanlastomere gemäß Anspruch 1.6. molded article containing polyurethane lastomers according to claim 1. 7. Dämpfungs- und Federelemente enthaltend Polyurethanelastomere gemäß Anspruch 1. 7. damping and spring elements containing polyurethane elastomers according to claim 1.
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