DE102009001769A1 - Compact polyurethane elastomer, useful for damping vibrations, comprises magnetizable particles exhibiting spherical-, rod- or needle like-shapes - Google Patents

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Abstract

Compact polyurethane elastomer comprises 7-11 vol.% of magnetizable particles. An independent claim is included for a process for preparing the compact polyurethane elastomer, comprising producing the compact polyurethane elastomer in the presence of magnetic particles, so that the magnetic particles are present in the compact polyurethane elastomer.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kompaktes Polyurethanelastomer, enthaltend 7 bis 11 vol.-% magnetisierbare Teilchen. Weiter betrifft diese Erfindung ein Verfahren zur Herstellung solcher Materialien und deren Verwendung zur Schwingungsdämpfung.The The present invention relates to a compact polyurethane elastomer, containing 7 to 11 vol .-% magnetizable particles. Next concerns this invention is a method of making such materials and their use for vibration damping.

Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind den Ansprüchen, der Beschreibung und den Beispielen zu entnehmen. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale des erfindungsgemäßen Gegenstandes nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further Embodiments of the present invention are the claims, the description and examples. It goes without saying that the above-mentioned and those still to be explained below Features of the subject invention not only in the specified combination, but also in others Combinations are usable without departing from the scope of the invention leave.

Magnetorheologische Elastomere sind bekannt. Solche Elastomersysteme enthalten magnetische oder magnetisierbare Teilchen und lassen sich im Magnetfeld versteifen. Der erreichte Versteifungseffekt kann durch den Schubmodul charakterisiert werden. Der Verstärkungsfaktor des Schubmoduls wird durch Schermessungen bestimmt, und ergibt sich aus dem Verhältnis vom maximalen Schubmodul im Magnetfeld geteilt durch den Schubmodul ohne Magnetfeld. Wenn der Schubmodul in oszillatorischer Scherung bestimmt wird, kann beispielsweise der Speichermodul zur Bestimmung des Verstärkungsfaktors herangezogen werden. Nach theoretischen Berechnungen von L. C. Davis veröffentlicht im Journal of Applied Physics, Band 85(6) (1999), Seite 3348 erreicht der Verstärkungsfaktor des Schubmoduls sein Maximum bei einem Füllgrad von 27 Vol.-% im Falle von kettenförmig ausgerichteten magnetisierbaren Füllstoffen.Magnetorheological elastomers are known. Such elastomer systems contain magnetic or magnetizable particles and can be stiffened in the magnetic field. The stiffening effect achieved can be characterized by the shear modulus. The gain modulus of the shear modulus is determined by shear measurements and is the ratio of the maximum shear modulus in the magnetic field divided by the shear modulus without the magnetic field. If the shear modulus is determined in oscillatory shear, for example, the storage modulus can be used to determine the amplification factor. After theoretical calculations of LC Davis, published in the Journal of Applied Physics, Vol. 85 (6) (1999), p. 3348 The gain factor of the shear modulus reaches its maximum at a fill level of 27% by volume in the case of chain-oriented magnetizable fillers.

In SPIE, Band 3675 (1999), Seiten 131 bis 138 werden orientierte magnetorheologische Elastomere mit Gummi als Matrix offenbart, die bei einer Feldstärke von 0,5 Tesla hergestellt wurden und 27 und 40 Vol.-% Eisenpulver enthalten.In SPIE, Vol. 3675 (1999), pages 131-138 For example, oriented magnetorheological rubber elastomers are prepared as a matrix prepared at a field strength of 0.5 Tesla and containing 27 and 40 volume percent iron powder.

WO 2006/024457 offenbart magnetorheologische Elastomere, wobei das elastomere Trägermedium ein Schubmodul von kleiner 500 kPa, gemessen bei 10 Hz und einer Deformation von 1%, aufweist. Als elastomere Matrix werden Silikonpolymere oder Polyurethane genannt, wobei der Anteil an magnetisierbaren Partikeln zwischen 5 und 70 Vol.-% liegt. In den Beispielen werden Silikonpolymere mit einem Gehalt an Eisenpartikeln von 10 bis 30 Vol.-% genannt, wobei der Verstärkungsfaktor mit zunehmendem Gehalt an Eisenpartikeln stark zunimmt. Dies gilt sowohl für isotrope Dispergierung der Eisenpartikel als auch für kettenförmige Ausrichtung. Bei kettenförmiger Ausrichtung, d. h. wenn das Elastomere in einem Magnetfeld hergestellt wurde, sind die magnetorheologischen Effekte größer. WO 2006/024457 discloses magnetorheological elastomers wherein the elastomeric support medium has a shear modulus of less than 500 kPa measured at 10 Hz and a deformation of 1%. As elastomeric matrix silicone polymers or polyurethanes are called, wherein the proportion of magnetizable particles between 5 and 70 vol .-%. In the examples, silicone polymers with an iron particle content of 10 to 30% by volume are mentioned, the amplification factor increasing sharply with increasing content of iron particles. This applies both to isotropic dispersion of the iron particles and to chain-like alignment. In chain alignment, ie when the elastomer was made in a magnetic field, the magnetorheological effects are greater.

US 2005/0116194 offenbart beispielsweise magnetorheologische Elastomere aus einer Elastomermatrix, die magnetische Partikel oder Eisenpartikel enthält. Die Herstellung dieser magnetorheologischen Elastomere erfolgt durch Aushärten des Matrixmaterials, welches die magnetisierbaren Partikel enthält, im Magnetfeld. Dabei werden typischerweise zwischen 10 und 95 Gew.-% magnetisierbare Partikel, bezogen auf das Gesamtgewicht des Elastomeren, eingesetzt. In den Beispielen wird auch ein Polyurethansystem erwähnt, wobei der Gehalt an magnetisierbaren Partikeln 50, 60 und 70 Gew.-% betrug. Ein maximaler magnetorheologischer Effekt bei Kompression wurde für einen Eisengehalt von 60 Gew.-%, entsprechend ca. 18 Vol.-%, ermittelt. US 2005/0116194 discloses, for example, magnetorheological elastomers of an elastomer matrix containing magnetic particles or iron particles. The preparation of these magnetorheological elastomers is carried out by curing the matrix material, which contains the magnetizable particles, in the magnetic field. In this case, typically between 10 and 95 wt .-% magnetizable particles, based on the total weight of the elastomer used. The examples also mention a polyurethane system wherein the content of magnetisable particles was 50, 60 and 70% by weight. A maximum magnetorheological effect on compression was determined for an iron content of 60% by weight, corresponding to about 18% by volume.

In Polymer Testing 22 (2003) Seiten 677–680 werden magnetorheolgische Elastomere mit in einer Gummimatrix isotrop verteilten magnetisierbaren Partikeln beschrieben. Zum Teil werden dort irregulär geformte magnetisierbare Partikel eingesetzt. Der Füllgrad beträgt zwischen ca. 10 und ca. 40 Vol.-%. Es zeigt sich dort, dass der relative magnetorheologischer Effekt in Scherung entweder kontinuierlich mit dem Füllgrad zunimmt oder ein Maximum zwischen 25 und 40 Vol.-% aufweist.In Polymer Testing 22 (2003) pages 677-680 become magnetorhegolic Elastomers with isotropically distributed in a rubber matrix magnetizable Particles described. In part, there are irregularly shaped used magnetizable particles. The degree of filling is between about 10 and about 40% by volume. It shows there that the relative magnetorheological effect in shear either continuously increases with the degree of filling or a maximum between 25 and 40% by volume.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, magnetorheologische Elastomere zu liefern, die bei einem möglichst geringen Gehalt an magnetischen Partikeln einen möglichst großen Verstärkungsfaktor des Schubmoduls aufweisen.task The present invention was magnetorheological elastomers to deliver at the lowest possible content magnetic particles as large as possible Have reinforcing factor of the shear modulus.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein kompaktes Polyurethanelastomer, das 7 bis 11 Vol.-% magnetisierbare Teilchen enthält.These The object is achieved by a compact polyurethane elastomer, containing 7 to 11% by volume of magnetizable particles.

Die magnetisierbaren Teilchen können dabei isotrop im Material verteilt vorliegen oder eine kettenförmige Ausrichtung zueinander aufweisen.The magnetizable particles can be isotropic in the material distributed or a chain-like orientation to each other.

Als kompaktes Polyurethan wird ein Polyurethan bezeichnet, das im wesentlichen frei von Gaseinschlüssen ist. Vorzugsweise ist die Dichte des kompakten Polyurethans, das 7 bis 11 Vol.-% magnetisierbare Teilchen enthält, größer als 1,35 g/cm3, besonders bevorzugt größer 1,4 g/cm3 und insbesondere größer 1,5 g/cm3.As a compact polyurethane, a polyurethane is called, which is substantially free of gas conclusions. The density of the compact polyurethane containing 7 to 11% by volume of magnetisable particles is preferably greater than 1.35 g / cm 3 , more preferably greater than 1.4 g / cm 3 and in particular greater than 1.5 g / cm 3 ,

Unter einem Polyurethanelastomer im Sinne der Erfindung wird ein Polyurethan mit gummielastischem Verhalten verstanden, das bei 20°C wiederholt mindestens auf das Zweifache seiner Länge gedehnt werden kann und nach Aufhebung des für die Dehnung erforderlichen Zwanges sofort wieder annähernd seine Ausgangsdimensionen einnimmt. Diese Eigenschaft versteht sich ohne die magnetisierbaren Füllerteilchen. Insbesondere bei kettenförmiger Anordnung entlang der Kettenstrukturen können sich auch geringere Maximaldehnungen ergeben.Under a polyurethane elastomer in the context of the invention is a polyurethane understood with rubber-elastic behavior, that at 20 ° C repeatedly stretched to at least twice its length can and after lifting the required for stretching Zwangs immediately again approximates its initial dimensions occupies. This property is understood without the magnetizable Filler particles. Especially with chain-shaped Arrangement along the chain structures can also be lower maximum strains result.

Die mechanischen Eigenschaften der Polyurethanmatrix werden dabei vorzugsweise so eingestellt, dass das elastomere Polyurethan mit 8,3 Vol.-% magnetisierbarer Teil chen ein Speichermodul von 10 bis 100 kPa, besonders bevorzugt von 13 bis 80 kPa auf. Das gilt sowohl für isotrope als auch kettenförmige Anordnung. Der Speichermodul wird in Platte-Platte Geometrie (Plattendurchmesser 20 mm, Spalthöhe 3 mm) in einem Rotationsrheometer bei einer Oszillationsfrequenz von 10 rad/s und einer Scheramplitude von 0,01% bei 25°C gemessen. Die Kettenstrukturen sind hierbei ggf. entlang des Schergradienten orientiert. Es wird kein Magnetfeld angelegt.The Mechanical properties of the polyurethane matrix are preferably adjusted so that the elastomeric polyurethane with 8.3 vol .-% magnetizable Part chen a storage modulus of 10 to 100 kPa, more preferably from 13 to 80 kPa. This is true for isotropic as well also chain-like arrangement. The memory module is in Plate-plate geometry (plate diameter 20 mm, gap height 3 mm) in a rotation rheometer at an oscillation frequency of 10 rad / s and a shear amplitude of 0.01% at 25 ° C measured. The chain structures are hereby possibly along the shear gradient oriented. There is no magnetic field applied.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Polyurethanelastomer um ein Polyurethangel, wie beispielsweise in EP 0 057 838 , EP 511 570 , DE 10 138 132 oder DE 102 005 044 314 beschrieben. Der Ausdruck Gel soll dabei mehr die physikalische Beschaffenheit des gelee- oder gallertartigen Endproduktes beschreiben, als den exakten polymer-physikalischen Aufbau entsprechend den heutigen Ansichten der Kolloidchemie über diesen Zustand wiedergeben.Preferably, the polyurethane elastomer is a polyurethane gel, such as in EP 0 057 838 . EP 511 570 . DE 10 138 132 or DE 102 005 044 314 described. The term gel is intended to describe more the physical nature of the jelly or gelatinous end product, as the exact polymer-physical structure according to the current views of colloid chemistry on this state.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Polyurethanelastomeren ist dadurch gekennzeichnet, dass man die Polyurethanelastomere in Gegenwart von magnetisierbaren Teilchen herstellt. Soll eine kettenförmige Ausrichtung der magnetisierbaren Teilchen im Polyurethanelastomer vorliegen, erfolgt die Herstellung der Elastomeren in Gegenwart eines Magnetfeldes, das eine Flussdichte von größer als 0,01 Tesla, bevorzugt zwischen 0,05 und 2 Tesla, aufweist. Die angegebenen Flussdichten beziehen sich dabei auf die theoretischen Flussdichten in der ungefüllten Form.The inventive method for the preparation of Polyurethane elastomers is characterized in that the Polyurethane elastomers in the presence of magnetizable particles manufactures. If a chain-like orientation of the magnetizable Particles are present in the polyurethane elastomer, the production takes place the elastomers in the presence of a magnetic field that has a flux density greater than 0.01 Tesla, preferably between 0.05 and 2 Tesla. Refer to the specified flux densities thereby on the theoretical flow densities in the unfilled Shape.

Dabei wird die Herstellung bevorzugt in einer Form durchgeführt. Besonders bevorzugt stellt man erfindungsgemäße Polyurethanelastomere in einer Form durch Umsetzung von (B) Isocyanaten mit (A) gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen her, wobei in mindestens einer der Ausgangskomponenten, d. h. (A) und/oder (B), magnetisierbare Teilchen enthalten sind. Alternativ können die magnetisierbaren Teilchen beim Vermischen der Komponenten (A) und (B) als eigenständige Komponente (C) zugegeben werden. Ein solches Verfahren zur Einarbeitung fester Stoffe in ein reaktives PU-System ist beispielsweise in Kunststoffe, Band 7 aus 2005, Seiten 78 bis 82 beschrieben.there the preparation is preferably carried out in a mold. Particular preference is given to inventive Polyurethane elastomers in a mold by reacting (B) isocyanates with (A) isocyanate-reactive compounds, wherein in at least one of the starting components, i. H. (A) and / or (B), magnetizable particles are included. Alternatively you can the magnetisable particles when mixing the components (A) and (B) are added as a separate component (C). Such a method for incorporation of solids into a reactive PU system is for example in plastics, volume 7 from 2005, pages 78 to 82 described.

Für den Fall kettenförmiger Füllstoffanordnung ist das Volumen der Form zumindest teilweise von einem Magnetfeld erfüllt, dessen Feldlinien bogenförmig, beispielsweise U-förmig verlaufen, oder vorzugsweise parallel zu einer Raumrichtung verlaufen. Das magnetische Feld kann mittels Permanentmagneten und/oder Elektromagneten erzeugt werden. Die Herstellung von kompakten Elastomeren in Gegenwart eines Magnetfeldes ist in Ginder et al., Magnetorheological Elastomers: Properties and Applications, SPIE Vol. 3675, pp131 , der WO 2006/024457 und in der US 2005/0116194 A1 beschrieben. Ist die Flussdichte innerhalb der Form unterschiedlich, werden Elastomere mit lokal unterschiedlichen Eigenschaften, wie Elastizitätsmodul, ohne Variation des Ausgangsmaterials erhalten.In the case of a chain-like filler arrangement, the volume of the mold is at least partially filled by a magnetic field whose field lines are curved, for example U-shaped, or preferably parallel to a spatial direction. The magnetic field can be generated by means of permanent magnets and / or electromagnets. The production of compact elastomers in the presence of a magnetic field is known in Ginder et al., Magnetorheological Elastomers: Properties and Applications, SPIE Vol. 3675, pp131 , of the WO 2006/024457 and in the US 2005/0116194 A1 described. If the flux density is different within the mold, elastomers having locally different properties, such as Young's modulus, are obtained without varying the starting material.

Wenn das Magnetfeld mittels Permanentmagneten erzeugt wird, werden zwei Permanentmagnete bevorzugt derart angeordnet, dass der Nordpol des einen Magneten und der Südpol des anderen Magneten dem Forminnenraum zugewandt ist. Die Magnete befinden sich bevorzugt in den Formwänden oder auch außerhalb der Formwände. Als Materialien für die Permanentmagnete kommen alle ferro- oder ferrimagnetischen Substanzen in Frage, bevorzugt ferromagnetische Metalle, insbesondere bevorzugt werden Neodym-Eisen-Bor Verbindungen verwendet, die eine besonders hohe permanente Magnetisierung erlauben. Derartige Magnete sind beispielsweise erhältlich über Internetversand http://www.supermagnete.de . Die Permanentmagnete befinden sich entweder schon vor der Befüllung der Form in den Formwänden oder außerhalb der Formwände oder sie werden erst nach dem Befüllen der Form, aber bevor die Verfestigung nennenswert fortgeschritten ist, in ihre Positionen gebracht.When the magnetic field is generated by means of permanent magnets, two permanent magnets are preferably arranged such that the north pole of one magnet and the south pole of the other magnet face the mold interior. The magnets are preferably in the mold walls or outside the mold walls. Suitable materials for the permanent magnets are all ferromagnetic or ferrimagnetic substances in question, preferably ferromagnetic metals, particularly preferably neodymium-iron-boron compounds are used, which allow a particularly high permanent magnetization. Such magnets are available for example via Internet shipping http://www.supermagnete.de , The permanent magnets are either already in the mold walls or outside the mold walls before filling the mold or they are brought into their positions only after the filling of the mold, but before the solidification has progressed significantly.

Bei Verwendung von Elektromagneten ist üblicherweise ein Joch aus ferro- oder ferrimagnetischem Material, bevorzugt weichmagnetischem Eisen, von einem elektrischen Leiter umwickelt. Das Joch dient zur Verstärkung der magnetischen Flussdichte und dazu, das magnetische Feld zu leiten. Die Polschuhe des Jochs sind in die Wände der Form eingelassen oder befinden sich außerhalb der Form und die Form dazwischen in dem mit magnetischem Feld erfüllten Raum. Das vom Elektromagneten erzeugte Magnetfeld wird entweder schon vor dem Befüllen der Form oder bevorzugt nach dem Befüllen, aber bevor die Verfestigung nennenswert fortgeschritten ist, eingeschaltet.at Use of electromagnets is usually a yoke of ferromagnetic or ferrimagnetic material, preferably soft magnetic Iron, wrapped in an electric conductor. The yoke is used for reinforcement the magnetic flux density and to conduct the magnetic field. The pole pieces of the yoke are embedded in the walls of the mold or are outside the mold and the mold in between in the space filled with magnetic field. That of the electromagnet generated magnetic field is either already before filling the mold or preferably after filling, but before the Solidification has progressed significantly, turned on.

Eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung des Magnetfeldes besteht in der Kombination von Permanent- und Elektromagneten. Das Feld der Permanentmagnete kann durch einen Elektromagneten kompensiert werden, um einen feldfreien Zustand, z. B. beim Befüllen der Form, zu erzielen, andererseits kann das Feld der Permanentmagnete durch den Elektromagneten verstärkt werden, um die benötigten magnetischen Flussdichten, insbesondere bei großen Querschnitten des Elastomeren in Richtung der Magnetfeldlinien, erzielen zu können.A further possibility for generating the magnetic field exists in the combination of permanent and electromagnets. The field the permanent magnets can be compensated by an electromagnet be to a field-free state, z. B. when filling the shape to achieve, on the other hand, the field of permanent magnets be amplified by the electromagnet to the required magnetic flux densities, especially for large cross sections of the elastomer in the direction of the magnetic field lines to achieve.

Eine spezielle Ausführung der Kombination Form/Magnet besteht in einem Magnetaufbau (Elektro- oder Permanentmagnet oder Kombination aus beiden) im Bereich einer Form-Befüllungseinrichtung (z. B. Mischkopf) und einer Taktstrasse oder einem Karussell von Formen, die eine nach der anderen dem Magnetfeld ausgesetzt werden.A special design of the combination form / magnet consists in a magnet assembly (electric or permanent magnet or combination from both) in the area of a mold-filling device (eg mixing head) and a tact line or a carousel of Shapes that are exposed one by one to the magnetic field.

Das Design der Permanentmagnete, bzw. der Elektromagnete kann bevorzugt der gewünschten Geometrie des Elastomeren und den gewünschten mechanischen Eigenschaften angepasst werden.The Design of the permanent magnets, or the electromagnets may be preferred the desired geometry of the elastomer and the desired be adapted to mechanical properties.

Das Magnetfeld wird bevorzugt mindestens so lange aufrecht erhalten, bis das Elastomer hinreichend weit ausgehärtet ist und die magnetisierbaren Teilchen in ihrer Anordnung fixiert sind.The Magnetic field is preferably maintained at least as long until the elastomer has cured sufficiently far and the magnetizable particles are fixed in their arrangement.

Als Material der Form kann ein unmagnetisches Material wie Aluminium gewählt werden, um das Magnetfeld, erzeugt durch die Permanent- und/oder Elektromagnete, nicht zu stören, andererseits kann zumindest in einigen Bereichen gezielt ein magnetisches Material eingesetzt werden, um das magnetische Feld, erzeugt durch die Permanent- und/oder Elektromagnete, in optimaler Weise zu beeinflussen.When Material of the mold can be a non-magnetic material such as aluminum be selected to the magnetic field generated by the permanent and / or electromagnets, not to disturb, on the other hand can at least in some areas targeted a magnetic material used to measure the magnetic field generated by the permanent and / or electromagnets, in an optimal way to influence.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethanelastomere erfolgt dabei vorzugsweise indem man (a) organische Polyisocyanate mit (b) mindestens einer höhermolekularen Verbindung mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen, gegebenenfalls (c) Kettenverlängerungsmitteln und/oder Vernetzungsmitteln, (d) Katalysatoren, (e) magnetisierbaren Teilchen und (f) gegebenenfalls sonstigen Hilfsmitteln und/oder Zusatzstoffen vermischt, in eine Form gibt und gegebenenfalls unter Einwirkung eines Magnetfelds aushärtet. Dabei umfassen die Isocyanate (B) die organischen Polyisocyanate (a) und die gegenüber Isocyanaten reaktiven Verbindungen (A) zumindest die Verbindung (b).The Preparation of the polyurethane elastomers according to the invention is carried out preferably by (a) organic polyisocyanates with (b) at least one higher molecular weight compound with at least two reactive hydrogen atoms, optionally (c) Chain extenders and / or crosslinkers, (d) catalysts, (e) magnetizable particles and (f) optionally other additives and / or additives, into one Form and optionally under the action of a magnetic field cures. The isocyanates (B) include the organic Polyisocyanates (a) and the isocyanate-reactive Compounds (A) at least the compound (b).

Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Polyurethanformkörper verwendeten organischen und/oder modifizierten Polyisocyanate (a) umfassen die aus dem Stand der Technik bekannten aliphatischen, cycloaliphatischen und aromatischen zwei- oder mehrwertigen Isocyanate (Bestandteil a-1) sowie beliebige Mischungen daraus. Beispiele sind 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 2,4'-Diphenylmethandiisocyanat, die Mischungen aus monomeren Diphenylmethandiisocyanaten und höherkernigen Homologen des Diphenylmethandiisocyanats (Polymer-MDI), Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), 2,4- oder 2,6-Toluylendiisocyanat (TDI) oder Mischungen der genannten Isocyanate. Besonders bevorzugt werden als Isocyanate (a) aliphatische Isocyanate, wie Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat (HDI), Isophorondiisocyanat (IPDI) eingesetzt.The for the preparation of the polyurethane moldings according to the invention used organic and / or modified polyisocyanates (a) include the known from the prior art aliphatic, cycloaliphatic and aromatic di- or polyfunctional isocyanates (component a-1) and any mixtures thereof. Examples are 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, the mixtures of monomeric diphenylmethane diisocyanates and higher nuclear homologues of diphenylmethane diisocyanate (Polymeric MDI), tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), 2,4- or 2,6-toluene diisocyanate (TDI) or mixtures of said isocyanates. Especially preferred as isocyanates (a) aliphatic isocyanates, such as tetramethylene diisocyanate, Hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI) used.

Die Polyisocyanate (a) werden bevorzugt in Form von Polyisocyanatprepolymeren eingesetzt. Diese Polyisocyanatprepolymere sind erhältlich, indem vorstehend beschriebene Polyisocyanate (a-1) im Überschuss, beispielsweise bei Temperaturen von 30 bis 100°C, bevorzugt bei etwa 80°C, mit Polyolen (a-2), zum Prepolymer umgesetzt werden. Als Polyole (a-2) können beispielsweise solche wie unter (b) beschrieben eingesetzt werden.The Polyisocyanates (a) are preferably in the form of polyisocyanate prepolymers used. These polyisocyanate prepolymers are available in excess of polyisocyanates (a-1) described above, for example, at temperatures of 30 to 100 ° C, preferably at about 80 ° C, with polyols (a-2), converted to the prepolymer become. As polyols (a-2), for example, those as described under (b) are used.

Besonders bevorzugte Polyisocyanate (a) sind biuretisiertes oder trimerisiertes 1,6-Hexamethylendiisocyanat sowie NCO-Gruppen-haltige Anlagerungsprodukte von 1,6-Hexamethylendiisocyanat oder biuretisiertes Hexamethylendiisocyanat an unter b) be schriebene höhermolekulare Verbindungen oder an unter c) beschriebene Kettenverlängerungs- und/oder Vernetzungsmittel.Especially preferred polyisocyanates (a) are biuretized or trimerized 1,6-hexamethylene diisocyanate and NCO group-containing addition products of 1,6-hexamethylene diisocyanate or biuretized hexamethylene diisocyanate to b) be described higher molecular weight compounds or at c) described chain extension and / or Crosslinking agent.

Höhermolekulare Verbindungen (b) mit mindestens zwei gegen Isocyanatgruppen reaktiven H-Atomen können beispielsweise Polyetherole oder Polyesterole sein.higher molecular weight Compounds (b) having at least two isocyanate-reactive H atoms can be, for example, polyetherols or polyesterols be.

Polyetherole werden nach bekannten Verfahren hergestellt, beispielsweise durch anionische Polymerisation mit Alkalihydroxiden oder Alkalialkoholaten als Katalysatoren und unter Zusatz mindestens eines Startermoleküls, das 2 bis 3 reaktive Wasserstoffatome gebunden enthält, oder durch kationische Polymerisation mit Lewis-Säuren, wie Antimonpentachlorid oder Borfluorid-Etherat aus einem oder mehreren Alkylenoxiden mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen im Alkylenrest. Geeignete Alkylenoxide sind beispielsweise Tetrahydrofuran, 1,3-Propylenoxid, 1,2- bzw. 2,3-Butylenoxid und vorzugsweise Ethylenoxid und 1,2-Propylenoxid. Weiter können als Katalysatoren auch Multimetallcyanidverbindungen, sogenannte DMC-Katalysatoren, eingesetzt werden. Die Alkylenoxide können einzeln, alternierend nacheinander oder als Mischungen verwendet werden. Bevorzugt werden Mischungen aus 1,2-Propylenoxid und Ethylenoxid verwendet, wobei das Ethylenoxid als Ethylenoxid-Endblock eingesetzt wird (”EO-cap”), so dass die entstehenden Polyole zu über 80%, bevorzugt über 90% primäre OH-Endgruppen aufweisen.polyetherols are prepared by known methods, for example by anionic polymerization with alkali metal hydroxides or alkali metal alcoholates as catalysts and with the addition of at least one starter molecule, containing 2 to 3 reactive hydrogen atoms bound, or by cationic polymerization with Lewis acids, such as antimony pentachloride or borofluoride etherate of one or more Alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms in the alkylene radical. suitable Alkylene oxides are, for example, tetrahydrofuran, 1,3-propylene oxide, 1,2- or 2,3-butylene oxide and preferably ethylene oxide and 1,2-propylene oxide. Furthermore, as catalysts it is also possible to use multimetal cyanide compounds, so-called DMC catalysts can be used. The alkylene oxides can be singly, alternately one after the other or as mixtures be used. Preference is given to mixtures of 1,2-propylene oxide and ethylene oxide wherein the ethylene oxide is used as the ethylene oxide endblock is used ("EO-cap"), so that the resulting Polyols to over 80%, preferably over 90% primary Have OH end groups.

Als Startermolekül kommen Wasser oder 2- und 3-wertige Alkohole, wie Ethylenglykol, 1,2- und 1,3-Propandiol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, 1,4-Butandiol, Glycerin oder Trimethylolpropan in Betracht.When Starter molecules are water or dihydric and trihydric alcohols, such as ethylene glycol, 1,2- and 1,3-propanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, glycerol or trimethylolpropane into consideration.

Die Polyetherpolyole, vorzugsweise Polyoxypropylen-polyoxyethylen-polyole, besitzen eine Funktionalität von 2 bis 4 und Molekulargewichte von größer 500, vorzugsweise von 500 bis 6.000 g/mol.The Polyether polyols, preferably polyoxypropylene polyoxyethylene polyols, have a functionality of 2 to 4 and molecular weights greater than 500, preferably from 500 to 6,000 g / mol.

Polyesterpolyole können beispielsweise aus organischen Dicarbonsäuren mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise aliphatischen Dicarbonsäuren mit 4 bis 6 Kohlenstoffatomen, mehrwertigen Alkoholen, vorzugsweise Diolen, mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, hergestellt werden. 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 Dicarbonsäurederivate, wie z. B. Dicarbonsäureester von Alkoholen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Dicarbonsäureanhydride eingesetzt werden. Vorzugsweise verwendet werden Dicarbonsäuregemische aus Bernstein-, Glutar- und Adipinsäure in Mengenverhältnissen von beispielsweise 20 bis 35:35 bis 50:20 bis 32 Gew.-Teilen, und insbesondere Adipinsäu re. Beispiele für zwei und mehrwertige Alkohole, insbesondere Diole sind: Ethandiol, Diethylenglykol, 1,2- bzw. 1,3-Propandiol, Dipropylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol, 1,6-Hexandiol, 1,10-Decandiol, Glycerin und Trimethylolpropan. Vorzugsweise verwendet werden Ethandiol, Diethylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,5-Pentandiol und 1,6-Hexandiol. Eingesetzt werden können ferner Polyesterpolyole aus Lactonen, z. B. ε-Caprolacton oder Hydroxycarbonsäuren, z. B. ω-Hydroxycapronsäure.polyester polyols For example, from organic dicarboxylic acids with 2 to 12 carbon atoms, preferably aliphatic dicarboxylic acids with 4 to 6 carbon atoms, polyhydric alcohols, preferably Diols having 2 to 12 carbon atoms, preferably 2 to 6 carbon atoms, getting produced. As dicarboxylic acids come, for example into consideration: succinic acid, glutaric acid, adipic acid, succinic acid, Azelaic acid, sebacic acid, decanedicarboxylic acid, Maleic acid, fumaric acid, phthalic acid, Isophthalic acid and terephthalic acid. The dicarboxylic acids can do so both individually and in mixture with each other be used. Instead of the free dicarboxylic acids can also the corresponding dicarboxylic acid derivatives, such as. B. Dicarboxylic acid esters of alcohols having 1 to 4 carbon atoms or dicarboxylic anhydrides are used. Preferably dicarboxylic acid mixtures of amber, glutaric and adipic acid in proportions of, for example 20 to 35:35 to 50:20 to 32 parts by weight, and especially adipic acid. Examples of dihydric and polyhydric alcohols, in particular Diols are: ethanediol, diethylene glycol, 1,2- or 1,3-propanediol, Dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 1,10-decanediol, Glycerol and trimethylolpropane. Preferably used are ethanediol, Diethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol and 1,6-hexanediol. It is also possible to use polyester polyols from lactones, z. Ε-caprolactone or hydroxycarboxylic acids, z. B. ω-hydroxycaproic acid.

Zur Herstellung der Polyesterpolyole können die organischen, z. B. aromatischen und vorzugsweise aliphatischen Polycarbonsäuren und/oder -derivate und mehrwertigen Alkohole katalysatorfrei oder vorzugsweise in Gegenwart von Veresterungskatalysatoren, zweckmäßigerweise in einer Atmosphäre aus Inertgas, wie z. B. Stickstoff, Kohlenmonoxid, Helium, Argon u. a. in der Schmelze bei Temperaturen von 150 bis 250°C, vorzugsweise 180 bis 220°C, gegebenenfalls unter vermindertem Druck, bis zu der gewünschten Säurezahl, die vorzugsweise kleiner als 10 mg KOH/g, besonders bevorzugt kleiner als 2 mg KOH/g ist, polykondensiert werden.to Preparation of the polyester polyols can be the organic, z. B. aromatic and preferably aliphatic polycarboxylic acids and / or derivatives and polyhydric alcohols catalyst-free or preferably in the presence of esterification catalysts, suitably in an atmosphere of inert gas such. Nitrogen, Carbon monoxide, helium, argon and the like a. in the melt at temperatures from 150 to 250 ° C, preferably 180 to 220 ° C, optionally under reduced pressure, up to the desired one Acid value, preferably less than 10 mg KOH / g, especially preferably less than 2 mg KOH / g, polycondensed.

Die erhaltenen Polyesterpolyole besitzen vorzugsweise eine Funktionalität von 2 bis 4, ein Molekulargewicht von 480 bis 3000 g/mol.The polyester polyols obtained preferably have a functionality from 2 to 4, a molecular weight of 480 to 3000 g / mol.

Vorzugsweise werden als höhermolekulare Verbindung (b) Polyetherole mit einem Anteil an primären OH-Gruppen von mindestens 80% eingesetzt. Insbesondere werden dabei Mischungen aus kurzkettigen Polyolen mit einer OH-Zahl von größer 112 bis 600 mg KOH/g und langkettigen Polyolen mit einer OH-Zahl von kleiner 112 mg KOH/g eingesetzt.Preferably are as relatively high molecular weight compound (b) polyetherols with a proportion of primary OH groups of at least 80% used. In particular, mixtures of short-chain Polyols with an OH number greater than 112 to 600 mg KOH / g and long-chain polyols with an OH number of less 112 mg KOH / g used.

Als Kettenverlängerungsmittel und/oder Vernetzungsmittel (c) werden Substanzen mit einem Molekulargewicht von vorzugsweise kleiner 500 g/mol, besonders bevorzugt von 60 bis 400 g/mol eingesetzt, wobei Kettenverlängerer 2 gegenüber Isocyanaten reaktive Wasserstoffatome und Vernetzungsmittel 3 gegenüber Isocyanat reaktive Wasserstoffatome aufweisen. Diese können einzeln oder bevorzugt in Form von Mischungen eingesetzt werden. Vorzugsweise werden Diole und/oder Triole mit Molekulargewichten kleiner als 400, besonders bevorzugt von 60 bis 300 und insbesondere 60 bis 150 eingesetzt. In Betracht kommen beispielsweise aliphatische, cycloaliphatische und/oder araliphatische Diole mit 2 bis 14, vorzugsweise 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie Ethylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,10-Decandiol, 1,2-, 1,3-, 1,4-Dihydroxycyclohexan, Diethylenglykol, Dipropylenglykol und vorzugsweise 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol und Bis-(2-hydroxyethyl)-hydrochinon, Triole, wie 1,2,4-, 1,3,5-Trihydroxy-cyclohexan, Glycerin und Trimethylolpropan, und niedermolekulare hydroxylgruppenhaltige Polyalkylenoxide auf Basis Ethylen- und/oder 1,2-Propylenoxid und den vorgenannten Diolen und/oder Triolen als Startermoleküle. Besonders bevorzugt werden als Kettenverlängerer (c) Monoethylenglycol, 1,4-Butandiol und/oder Glycerin eingesetzt.As chain extenders and / or crosslinking agents (c) are substances having a molecular weight of preferably less than 500 g / mol, more preferably from 60 to 400 g / mol used, wherein chain extenders have 2 isocyanate-reactive hydrogen atoms and crosslinking agent 3 to isocyanate-reactive hydrogen atoms. These can be used individually or preferably in the form of mixtures. Preference is given to using diols and / or triols having molecular weights of less than 400, more preferably from 60 to 300 and in particular from 60 to 150. Suitable examples include aliphatic, cycloaliphatic and / or araliphatic diols having 2 to 14, preferably 2 to 10, Koh lenstoffatomen such as ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,10-decanediol, 1,2-, 1,3-, 1,4-dihydroxycyclohexane, diethylene glycol, dipropylene glycol and preferably 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol and Bis (2-hydroxyethyl) hydroquinone, triols such as 1,2,4-, 1,3,5-trihydroxycyclohexane, glycerol and trimethylolpropane, and low molecular weight hydroxyl-containing polyalkylene oxides based on ethylene and / or 1,2-propylene oxide and the aforementioned diols and / or triols as starter molecules. Particularly preferred chain extenders (c) are monoethylene glycol, 1,4-butanediol and / or glycerol.

Sofern Kettenverlängerungsmittel, Vernetzungsmittel oder Mischungen davon Anwendung finden, kommen diese zweckmäßigerweise in Mengen von 1 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 1,5 bis 50 Gew.-% und insbesondere 2 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Komponenten (b) und (c), zum Einsatz. Bevorzugt werden keine Kettenverlängerungs- oder Vernetzungsmittel eingesetzt.Provided Chain extenders, crosslinkers or mixtures apply it, these come expediently in amounts of 1 to 60 wt .-%, preferably 1.5 to 50 wt .-% and in particular 2 to 40 wt .-%, based on the weight of the components (b) and (c) are used. Preference is given to no chain extension or crosslinking agents used.

Als Katalysatoren (d) zur Herstellung der Polyurethanelastomere werden bevorzugt Verbindungen verwendet, welche die Reaktion der Hydroxylgruppen enthaltenden Verbindungen der Komponente (b) und gegebenenfalls (c) mit den organischen, gegebenenfalls modifizierten Polyisocyanaten (a) stark beschleunigen. Genannt seien beispielsweise Amidine, wie 2,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin, tertiäre Amine, wie Triethylamin, Tributylamin, Dimethylbenzylamin, N-Methyl-, N-Ethyl-, N-Cyclohexylmorpholin, N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, N,N,N',N'-Tetramethyl-butandiamin, N,N,N',N'-Tetramethyl-hexandiamin, Pentamethyl-diethylentriamin, Tetramethyldiaminoethylether, Bis-(dimethylaminopropyl)-harnstoff, Dimethylpiperazin, 1,2-Dimethylimidazol, 1-Aza-bicyclo-(3,3,0)-octan und vorzugsweise 1,4-Diaza-bicyclo-(2,2,2)-octan und Alkanolaminverbindungen, wie Triethanolamin, Triisopropanolamin, N-Methyl- und N-Ethyl-diethanolamin und Dimethylethanolamin. Ebenso kommen in Betracht organische Metallverbindungen, vorzugsweise organische Zinnverbindungen, wie Zinn-(II)-salze von organischen Carbonsäuren, z. B. Zinn-(II)-acetat, Zinn-(II)-octoat, Zinn-(II)-ethylhexoat und Zinn-(II)-laurat und die Dialkylzinn-(IV)-salze von organischen Carbonsäuren, z. B. Dibutyl-zinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Dibutylzinnmaleat und Dioctylzinn-diacetat, sowie Bismutcarboxylate, wie Bismut(III)-neodecanoat, Bismut-2-ethylhexanoat und Bismut-octanoat oder Mischungen davon. Die organischen Metallverbindungen können allein oder vorzugsweise in Kombination mit stark basischen Aminen eingesetzt werden. Handelt es sich bei der Komponente (b) um einen Ester, werden vorzugsweise ausschließlich Aminkatalysatoren eingesetzt.When Catalysts (d) for the preparation of polyurethane elastomers are preferably uses compounds which the reaction of the hydroxyl groups containing compounds of component (b) and optionally (c) with the organic, optionally modified polyisocyanates (a) accelerate hard. Examples include amidines, such as 2,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidine, tertiary amines, such as triethylamine, tributylamine, dimethylbenzylamine, N-methyl, N-ethyl, N-cyclohexylmorpholine, N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, N, N, N', N'-tetramethylbutanediamine, N, N, N ', N'-tetramethylhexanediamine, pentamethyldiethylenetriamine, Tetramethyldiaminoethyl ether, bis (dimethylaminopropyl) urea, Dimethylpiperazine, 1,2-dimethylimidazole, 1-azabicyclo- (3,3,0) octane and preferably 1,4-diazabicyclo- (2,2,2) -octane and alkanolamine compounds, such as triethanolamine, triisopropanolamine, N-methyl- and N-ethyl-diethanolamine and dimethylethanolamine. Also contemplated are organic metal compounds, preferably organic tin compounds, such as tin (II) salts of organic carboxylic acids, eg. Tin (II) acetate, stannous (II) octoate, stannous (II) ethylhexoate and tin (II) laurate and the dialkyltin (IV) salts of organic Carboxylic acids, eg. Dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, Dibutyltin maleate and dioctyltin diacetate, as well as bismuth carboxylates, such as Bismuth (III) neodecanoate, bismuth 2-ethylhexanoate and bismuth octanoate or mixtures thereof. The organic metal compounds can alone or preferably in combination with strong basic amines be used. Is component (b) a Esters are preferably exclusively amine catalysts used.

Vorzugsweise verwendet werden 0,001 bis 5 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 2 Gew.-% Katalysator bzw. Katalysatorkombination, bezogen auf das Gewicht der Komponente (b).Preferably be used 0.001 to 5 wt .-%, in particular 0.05 to 2 wt .-% Catalyst or catalyst combination, based on the weight component (b).

Als magnetisierbare Teilchen (e) können alle bekannten magnetisierbaren Teilchen eingesetzt werden. Solche Teilchen bilden in einem externen Magnetfeld ein eigenes Magnetfeld aus. Dabei können diese gegebenenfalls auch in einem von externen Magnetfeldern freien Raum ein eigenes Magnetfeld aufweisen, das eigene Magnetfeld wird aber durch ein externes Magnetfeld verstärkt. Bevorzugt werden Ferro- oder Ferrimagnetika, besonders bevorzugt weichmagnetische Ferro- oder Ferrimagnetika eingesetzt. Solche Teilchen sind beispielsweise in WO 2006/007882 , US 6,476,113 B1 , der US 2005/0116194 A1 oder WO 2006/024457 A1 beschrieben.As magnetizable particles (e) all known magnetizable particles can be used. Such particles form their own magnetic field in an external magnetic field. These may also have their own magnetic field in a space free from external magnetic fields, but the own magnetic field is amplified by an external magnetic field. Ferro- or ferrimagnetics, particularly preferably soft magnetic ferro- or ferrimagnetics, are preferably used. Such particles are for example in WO 2006/007882 . US Pat. No. 6,476,113 B1 , of the US 2005/0116194 A1 or WO 2006/024457 A1 described.

Vorzugsweise werden als Materialien für die magnetisierbaren Teilchen der vorliegenden Erfindung Eisen, Kobalt, Nickel, auch in nichtreiner Form, und Legierungen daraus, wie Eisen-Kobalt, Eisen-Nickel, magnetischer Stahl, Eisen-Silizium, und/oder deren Mischungen, oxidkeramische Werkstoffe, wie kubische Ferrite, Perowskite und Granaten der allgemeinen Formel MO·Fe2O3, wobei M für ein oder mehrere Metalle steht, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ti, Cd und Mg, Mischferrite, wie MnZn-, NiZn-, NiCo-, NiCuCo-, NiMg-, CuMg-Ferrite und/oder deren Mischungen, und Partikel aus Eisencarbid, Eisennitrid, Legierungen von Vanadium, Wolfram, Kupfer und Mangan und/oder deren Mischungen und Magnetit (Fe3O4), eingesetzt.Preferably, as materials for the magnetizable particles of the present invention, iron, cobalt, nickel, even in non-pure form, and alloys thereof, such as iron-cobalt, iron-nickel, magnetic steel, iron-silicon, and / or mixtures thereof, oxide-ceramic materials such as cubic ferrites, perovskites and garnets of the general formula MO.Fe 2 O 3 , wherein M represents one or more metals selected from the group consisting of Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ti, Cd and Mg, mixed ferrites, such as MnZn, NiZn, NiCo, NiCuCo, NiMg, CuMg ferrites and / or mixtures thereof, and particles of iron carbide, iron nitride, alloys of vanadium, tungsten, copper and manganese and / or mixtures thereof and magnetite (Fe 3 O 4 ).

Besonders bevorzugt werden als magnetisierbare Teilchen Eisenpulver, insbesondere feinverteiltes Eisenpulver und wiederum bevorzugt Carbonyleisenpulver, welches vorzugsweise aus Eisenpentacarbonyl hergestellt ist, gas- und/oder wasserverdüstes Eisenpulver, gecoatetes Eisenpulver und Mischungen dieser Eisenpulver untereinander sowie Mischungen dieser Eisenpulver mit anderen magnetisierbaren Teilchen eingesetzt. Die magnetisierbaren Teilchen können bevorzugt eine mittlere längste Ausdehnung zwischen 0,01 bis 1000 μm aufweisen.Especially Preferred magnetizable particles are iron powders, in particular finely divided iron powder and again preferably carbonyl iron powder, which is preferably made of iron pentacarbonyl, gas and / or water atomized iron powder, coated iron powder and mixtures of these iron powders with each other and mixtures used this iron powder with other magnetizable particles. The magnetizable particles may preferably have a mean have the longest extent between 0.01 to 1000 microns.

Die Form der magnetisierbaren Teilchen kann gleichmäßig oder unregelmäßig sein. Beispielsweise kann es sich um sphärische, stäbchen- oder nadelförmige Teilchen handeln. Dabei ist die sphärische Form, d. h. die Kugelform oder eine der Kugelform ähnliche Form, besonders dann bevorzugt, wenn hohe Füllgrade angestrebt werden.The shape of the magnetizable particles may be uniform or irregular. For example, they may be spherical, rod-shaped or needle-shaped particles. In this case, the spherical shape, ie the spherical shape or a shape similar to the spherical shape, especially preferred when high filling levels be strived for.

Wenn sphärische Teilchen verwendet werden, beträgt der mittlere Durchmesser [d50] vorzugsweise 0,01 bis 1000 μm, besonders bevorzugt 0,1 bis 100 μm, insbesondere 1 bis 100 μm. Die vorgenannten Größenordnungen für den mittleren Durchmesser sind insbesondere für die Herstellung der erfindungsgemäßen Elastomere vorteilhaft, weil sie zu einer besseren Redispergierbarkeit und einer besseren Fließfähigkeit der mit den Teilchen beladenen PU Komponenten führen.When spherical particles are used, the average diameter [d 50 ] is preferably 0.01 to 1000 μm, more preferably 0.1 to 100 μm, particularly 1 to 100 μm. The above-mentioned orders of magnitude for the average diameter are particularly advantageous for the production of the elastomers according to the invention because they lead to a better redispersibility and better flowability of the PU components loaded with the particles.

Wenn keine sphärischen Teilchen verwendet werden, beträgt die mittlere längste Ausdehnung der erfindungsgemäß vorgesehenen magnetisierbaren Teilchen vorzugsweise 0,01 bis 1000 μm, bevorzugt 0,1 bis 500 μm und besonders bevorzugt 5 bis 50 μm. Wenn als magnetisierbares Teilchen Metallpulver verwendet wird, so kann dieses beispielsweise durch Reduktion entsprechender Metalloxide erhalten werden. Gegebenenfalls schließt sich an die Reduktion noch ein Sieb- oder Mahlprozess an. Weitere Wege zur Herstellung entsprechend geeigneter Metallpulver ist die elektrolytische Abscheidung oder die Herstellung von Metallpulver über Wasser- oder Gasverdüsung. Es können auch Mischungen magnetisierbarer Teilchen zum Einsatz kommen. Insbesondere kann die Größenverteilung der verwendeten magnetisierbaren Teilchen auch bimodal sein.If no spherical particles are used the mean longest dimension of the inventively provided magnetizable particles preferably 0.01 to 1000 μm, preferably 0.1 to 500 microns and more preferably 5 to 50 μm. When as a magnetizable particle metal powder is used, this can for example by reducing the corresponding Metal oxides are obtained. If necessary, it closes to the reduction still a sieving or grinding process. Further ways for the preparation of suitable metal powder is the electrolytic Deposition or the production of metal powder over Water or gas atomization. It can also be mixtures magnetizable particles are used. In particular, can the size distribution of the magnetizable used Particles also be bimodal.

Der Reaktionsmischung zur Herstellung der Polyurethanschäume können gegebenenfalls auch noch Hilfsmittel und/oder Zusatzstoffe (f) zugegeben werden. Genannt seien beispielsweise anorganische oder organische Füllstoffe, färbende Stoffe, wasserabsorbierende Substanzen, oberflächenaktive Substanzen, Flammschutzmittel, Streckmittel, Weichmacher, Metalldeaktivatoren, UV-Stabilisatoren oder Hydrolyseschutzmittel.Of the Reaction mixture for the production of polyurethane foams Optionally, adjuvants and / or additives may also be used (f) are added. Examples include inorganic or organic fillers, coloring matter, water-absorbing Substances, surface-active substances, flame retardants, Extenders, plasticizers, metal deactivators, UV stabilizers or hydrolysis protection agent.

Anorganische Füllstoffe können z. B. sein: Schwerspat, Kreide, Gips, Kieserit, Soda, Titandioxid, Quarzsand, Kaolin, Ruß, Mikroglaskugeln und Mikroglashohlkugeln. Organische Füllstoffe können z. B. sein: Pulver auf Basis von Polystyrol, Polyvinylchlorid, Harnstoff-Formaldehyd-Massen und/oder Polyhydrazodicarbonamiden (z. B. aus Hydrazin und Toluylendiisocyanat erhaltene). Dabei können z. B. Harnstoff-Formaldehyd-Harze oder Polyhydrazodicarbonamide direkt in einem für die erfindungsgemäße Gelmassen-Herstellung zu verwendenden Polyole hergestellt worden sein. Es können auch Mikrohohlkugeln organischer Herkunft zugefügt werden.inorganic Fillers may, for. B. barytes, chalk, Gypsum, kieserite, soda, titanium dioxide, quartz sand, kaolin, soot, Microglass balls and microglass hollow balls. Organic fillers can z. Example: powder based on polystyrene, polyvinyl chloride, Urea-formaldehyde masses and / or polyhydrazodicarbonamides (eg obtained from hydrazine and tolylene diisocyanate). It can z. As urea-formaldehyde resins or polyhydrazodicarbonamides directly in one for the invention Gelmassen-preparation to be used polyols be. It can also be hollow microspheres of organic origin be added.

Anorganische und/oder organische Füllstoffe können auch in Form von Kurzfasern eingesetzt werden. Als Kurzfasern kommen z. B. Glasfasern und/oder Fasern organischer Herkunft, z. B. Polyester- oder Polyamidfasern, infrage. Die Kurzfasern können z. B. 0,01 bis 1 cm lang sein.inorganic and / or organic fillers can also be used in Form of short fibers are used. As short fibers z. As glass fibers and / or fibers of organic origin, for. B. polyester or polyamide fibers, in question. The short fibers can z. B. be 0.01 to 1 cm long.

Als färbende Agenzien können erfindungsgemässe Gelmassen z. B. für die Einfärbung von Polyurethanen an sich bekannte Farbstoffe und/oder Farbpigmente auf organischer und/oder anorganischer Basis enthalten, beispielsweise Eisenoxid- und/oder Chromoxidpigmente und Pigmente auf Phthalocyanin- und/oder Monoazo-Basis.When coloring agents can according to the invention Geled z. B. for the coloring of polyurethanes per se known dyes and / or color pigments on organic and / or inorganic base, for example iron oxide and / or chromium oxide pigments and phthalocyanine- and / or monoazo-based pigments.

Als wasserabsorbierende Substanzen kommen vorzugsweise Zeolithe in Frage.When Water-absorbing substances are preferably zeolites in question.

Als oberflächenaktive Substanzen seien z. B. Cellulosepulver, Aktivkohle und Kieselsäurepräparate genannt.When Surface-active substances are z. Cellulose powder, Activated carbon and silicic acid preparations called.

Als Flammschutzmittel können beispielsweise Natrium-polymetaphosphate oder Aminphosphate, z. B. Melaminphosphate zugesetzt werden.When Flame retardants may, for example, sodium polymetaphosphate or amine phosphates, e.g. B. melamine phosphates are added.

Als Streckmittel kommen insbesondre flüssige, praktisch inerte Substanzen infrage, die einen Siedepunkt von über 150°C (bei Normaldruck) aufweisen. Beispielsweise seien genannt: Alkyl-, alkoxy- und/oder halogensubstituierte aromatische Verbindungen wie Dodecylbenzol, m-Dipropoxylbenzol und/oder o-Dichlorbenzol, halogenierte aliphatische Verbindungen wie chlorierte Paraffine, organische Carbonate wie Propylencarbonat, Carbonsäureester wie Dioctylphthalat sowie Dodecylsulfonsäureester und organische Phosphorverbindungen, wie Trikresylphosphat.When Extenders are particularly liquid, practically inert Substances in question, which has a boiling point of over 150 ° C. (at atmospheric pressure). Examples include: alkyl, alkoxy- and / or halogen-substituted aromatic compounds such as Dodecylbenzene, m-dipropoxylbenzene and / or o-dichlorobenzene, halogenated aliphatic compounds such as chlorinated paraffins, organic carbonates such as propylene carbonate, carboxylic esters such as dioctyl phthalate and dodecylsulfonic acid esters and organic phosphorus compounds, like tricresyl phosphate.

Als Weichmacher seien beispielsweise Ester von mehrwertigen, vorzugsweise zweiwertigen Carbonsäuren mit einwertigen Alkoholen genannt. Die Säurekomponente solcher Ester kann sich z. B. herleiten von Bemsteinsäure, Isophpthalsäure, Trimellitsäure, Phthalsäureanhydrid, Tetra- und/oder Hexahydrophthalsäureanhydrid, Endomethylen-tetrahydrophthalsäureanhydrid, Glutarsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure und/oder dimeren und/oder trimeren Fettsäuren wie Ölsäure, gegebenenfalls in Mischung mit monomeren Fettsäuren. Die Alkoholkomponente solcher Ester kann sich z. B. herleiten von verzweigten und/oder unverzweigten aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 20 C-Atomen, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, n-Butanol, sek.-Butanol, tert.-Butanol, den verschiedenen Isomeren des Pentylalkohols, Hexylalkohols, Octylalkohols (z. B. 2-Ethyl-Hexanol), Nonylalkohols, Decylalkohols, Laurylalkohols, Myristylalkohols, Cetylalkohols, Stearylalkohols und/oder von natürlich vorkommenden oder durch Hydrierung natürlich vorkommender Carbonsäuren erhältlichen Fett- und Wachsalkoholen. Als Alkoholkomponente kommen auch cycloaliphatische und/oder aromatische Hydroxyverbindungen infrage, beispielsweise Cyclohexanol und dessen Homologe, Phenol, Kresol, Thymol, Carvacrol, Benzylalkohol und/oder Phenylethanol.Examples of plasticizers are esters of polybasic, preferably dibasic, carboxylic acids with monohydric alcohols. The acid component of such esters may be, for. B. derived succinic acid, isophthalic acid, trimellitic acid, phthalic anhydride, tetra- and / or hexahydrophthalic anhydride, endomethylene tetrahydrophthalic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, fumaric acid and / or dimeric and / or trimeric fatty acids such as oleic acid, optionally in admixture with monomials ren fatty acids. The alcohol component of such esters may be, for. B. deriving branched and / or unbranched aliphatic alcohols having 1 to 20 C-atoms, such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, tert-butanol, the various isomers of pentyl alcohol, hexyl alcohol, Octyl alcohol (e.g., 2-ethylhexanol), nonyl alcohol, decyl alcohol, lauryl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, stearyl alcohol, and / or fatty and wax alcohols available from naturally occurring or hydrogenated naturally occurring carboxylic acids. Also suitable as the alcohol component are cycloaliphatic and / or aromatic hydroxy compounds, for example cyclohexanol and its homologs, phenol, cresol, thymol, carvacrol, benzyl alcohol and / or phenylethanol.

Als Weichmacher kommen außerdem Ester der oben genannten Alkohole mit Phosphorsäure in Frage. Gegebenenfalls können auch Phosphorsäureester aus halogenierten Alkoholen, wie z. B. Trichlorethylphosphat, eingesetzt werden. Im letzteren Fall kann gleichzeitig mit dem Weichmacher-Effekt ein flammhemmender Effekt erzielt werden. Selbstverständlich können auch gemischte Ester der oben genannten Alkohole und Carbonsäuren eingesetzt werden.When Plasticizers also come esters of the above-mentioned alcohols with phosphoric acid in question. If necessary, you can also phosphoric acid esters of halogenated alcohols, such as z. B. trichloroethyl, are used. In the latter case can simultaneously with the plasticizer effect a flame retardant Effect can be achieved. Of course you can also mixed esters of the above-mentioned alcohols and carboxylic acids be used.

Bei den Weichmachern kann es sich auch um so genannte polymere Weichmacher handeln, z. B. um Polyester der Adipin-, Sebacin- und/oder Phthalsäure.at The plasticizers may also be so-called polymeric plasticizers act, z. B. polyester of adipic, sebacic and / or phthalic acid.

Weiter sind auch Alkylsulfonsäureester des Phenols, z. B. Paraffinsulfonsäurephenylester, als Weichmacher verwendbar.Further are also alkyl sulfonic acid esters of phenol, z. B. Paraffinsulfonsäurephenylester, usable as plasticizer.

Die Komponenten (a) bis (f) werden zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Polyurethanelastomers vorzugsweise in solchen Mengen miteinander vermischt, dass der Isocyanatindex 12 bis 200, besonders bevorzugt 25 bis 100 und insbesondere 43 bis 67 beträgt.The Components (a) to (f) are used for the production of an inventive Polyurethane elastomers preferably in such amounts with each other that the isocyanate index is from 12 to 200, more preferably 25 to 100 and especially 43 to 67.

Unter dem Isocyanatindex wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung das stöchiometrische Verhältnis an Isocyanatgruppen zu mit Isocyanat reaktiven Gruppen, multipliziert mit 100, verstanden. Unter mit Isocyanat reaktiven Gruppen werden dabei alle in der Reaktionsmischung enthaltenen, mit Isocyanat reaktiven Gruppen, einschließlich chemischer Treibmittel, verstanden, nicht aber die Isocyanatgruppe selbst.Under the isocyanate index in the context of the present invention, the stoichiometric ratio of isocyanate groups to isocyanate-reactive groups multiplied by 100 understood. Under isocyanate-reactive groups are all in the reaction mixture including isocyanate-reactive groups, including chemical blowing agent, understood, but not the isocyanate group even.

Im Rahmen der Erfindung wird die Mischung der Komponenten (a) bis (f) bei Reaktionsumsätzen kleiner 90%, bezogen auf die in Minorität vorhandenen reaktiven Gruppen, als Reaktionsmischung bezeichnet.in the According to the invention, the mixture of components (a) to (f) for reaction conversions of less than 90%, relative to those in minority existing reactive groups, referred to as reaction mixture.

Die erfindungsgemäßen Polyurethanelastomere werden vorzugsweise nach dem one-shot Verfahren hergestellt. Dazu werden die Komponenten (a), (b), (d), (e) und, falls vorhanden (c) und (f), mit Hilfe der Niederdruck- oder Hochdrucktechnik in geschlossenen, zweckmäßigerweise temperierten Formwerkzeugen, wie oben beschrieben, hergestellt. Diese Verfahrensweisen zur Herstellung von Polyurethanelastomeren ohne magnetisierbare Teilchen (e) sind bekannt und werden beispielsweise im „Kunststoffhandbuch”, Band 7, Polyurethane, 3. Auflage, 1993, Kapitel 8 beschrieben. Diese Verfahrensweise können analog angewendet werden, wobei die Form, wie oben beschrieben, gegebenenfalls von einem Magnetfeld erfüllt sein kann.The polyurethane elastomers according to the invention are preferably prepared by the one-shot process. For this purpose, the components (a), (b), (d), (e) and, if present (c) and (f), using the low pressure or high pressure technique in closed, suitably tempered molds, as described above, prepared , These procedures for the preparation of polyurethane elastomers without magnetizable particles (e) are known and are used, for example, in "Kunststoffhandbuch", Volume 7, Polyurethane, 3rd Edition, 1993, Chapter 8 described. This procedure can be applied analogously, wherein the mold, as described above, may optionally be met by a magnetic field.

Die Ausgangskomponenten (a) bis (f) werden dazu vorzugsweise bei einer Temperatur von 15 bis 90°C, besonders bevorzugt von 25 bis 55°C gemischt und die Reaktionsmischung gegebenenfalls unter erhöhtem Druck in das geschlossene Formwerkzeug eingebracht. Die Vermischung kann mechanisch mittels eines Rührers oder einer Rührschnecke oder unter hohem Druck im so genannten Gegenstrominjektionsverfahren durchgeführt werden. Die Formwerkzeugtemperatur beträgt zweckmäßigerweise 20 bis 160°C, vorzugsweise 30 bis 120°C, besonders bevorzugt 30 bis 60°C.The Starting components (a) to (f) are preferably at a Temperature of 15 to 90 ° C, more preferably of 25 mixed to 55 ° C and the reaction mixture optionally introduced under increased pressure in the closed mold. The mixing can be done mechanically by means of a stirrer or a stirring screw or under high pressure in the so-called Countercurrent injection method can be performed. The Mold temperature is suitably 20 to 160 ° C, preferably 30 to 120 ° C, especially preferably 30 to 60 ° C.

Ein erfindungsgemäßes Elastomer zeigt magnetorheologische Eigenschaften, d. h. bei Anlegen eines Magnetfeldes, im Falle von kettenförmiger Anordnung parallel zur Orientierungsrichtung der Carbonlyleisenteilchen, nimmt der Schubmodul zu. Dieser wird hierbei in Platte-Platte Geometrie in einem Rotationsrheometer in oszillatorischer Scherung bei Frequenzen zwischen 1 und 100 rad/s und einer Scheramplitude zwischen 0,001 und 0,1% bei 25°C gemessen. Die Orientierungsrichtung der Carbonlyleisenteilchen entspricht im Falle von kettenförmiger Anordnung der Richtung des Schergradienten. Die Zunahme des Schubmoduls ist reversibel, d. h. bei Abschaltung des Magnetfeldes geht der Modul wieder auf seinen Ausgangswert zurück. Der Verstärkungsfaktor des Schubspeichermoduls von erfindungsgemäßen Elastomeren zeigt bei einem Anteil magnetisierbarer Teilchen im Bereich von 7 bis 11 Vol.-% ein Maximum. Der Verstärkungsfaktor ist hier definiert als das Verhältnis des Speichermoduls bei einer magnetischen Flussdichte von 0,4 Tesla zum Speichermodul bei 0 Tesla. Die angegebenen Flussdichten sind als theoretische Flussdichten des ungefüllten Probenvolumens im Rheometer zu verstehen.One Elastomer according to the invention shows magnetorheological Properties, d. H. upon application of a magnetic field, in the case of chain-shaped arrangement parallel to the orientation direction the carbon-iron particle, the shear modulus increases. This one will here in plate-plate geometry in a rotation rheometer in Oscillatory shear at frequencies between 1 and 100 rad / s and a shear amplitude between 0.001 and 0.1% at 25 ° C measured. The orientation direction of the carbonyl particle corresponds to in the case of a chain-like arrangement, the direction of the Shear gradient. The increase of the shear modulus is reversible, i. H. when switching off the magnetic field, the module goes back to its Initial value back. The amplification factor of the Shear storage module of elastomers according to the invention shows at a proportion of magnetizable particles in the range of 7 to 11 vol.% A maximum. The amplification factor is here defined as the ratio of the memory module a magnetic flux density of 0.4 Tesla to the memory module at 0 Tesla. The specified flux densities are theoretical theoretical flux densities to understand the unfilled sample volume in the rheometer.

Überraschenderweise zeigen erfindungsgemäße Elastomere auf Basis von aliphatischen Isocyanaten eine verbesserte Hydrolysebeständigkeit sowie eine verbesserte UV-Beständigkeit.Surprisingly show elastomers of the invention based on aliphatic isocyanates improved hydrolysis resistance and improved UV resistance.

Erfindungsgemäße Elastomere werden vorzugsweise in Systemen zur Schwingungsdämpfung eingesetzt. Dabei kann beispielsweise durch Verwendung eines Elektromagneten ein variables Magnetfeld erzeugt werden, das dazu genutzt wird, das Elastomer nach Bedarf zu versteifen.invention Elastomers are preferably used in vibration damping systems used. In this case, for example, by use of an electromagnet create a variable magnetic field that is used to stiffen the elastomer as needed.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Beispielen erläutert.The Invention will be explained below by way of examples.

Verwendete Substanzen:Used substances:

  • Polyol 1: Polyetherol auf Basis von Trimethylolpropan, hergestellt aus Propylenoxid und Ethylenoxid, mit einer Funktionalität von 2,5 und einer OH-Zahl von 27 mg KOH/g.Polyol 1: Polyetherol based on trimethylolpropane of propylene oxide and ethylene oxide, with functionality of 2.5 and an OH number of 27 mg KOH / g.
  • Isocyanat 1: Polyisocyanat auf Basis isocyanuratisierten Hexamethylendiisocyanats mit einem NCO-Gehalt von 22%, erhältlich als Basonat® HI 100 von der. BASF SE.Isocyanate 1: Polyisocyanate available as Basonat HI ® based isocyanurated hexamethylene diisocyanate with an NCO content of 22%, 100 of the. BASF SE.
  • Isocyanat 2: Polymeres MDI mit einem NCO-Gehalt von 31,6% und einer mittleren Funktionalität von 2,6.Isocyanate 2: Polymeric MDI with an NCO content of 31.6% and an average functionality of 2.6.
  • Katalysator: Coscat® 83 der Firma Vertellus; Katalysator auf Basis einer organischen Bismuthverbindung.Catalyst: Coscat 83 ® of the company Vertellus; Catalyst based on an organic bismuth compound.
  • Magnetische Partikel 1: Unbeschichtetes, hartes Carbonyleisenpulver mit sphärischer Form mit einer mittleren Teilchengröße von ca. 3 μm (Typ EQ der Firma BASF).Magnetic Particles 1: Uncoated hard carbonyl iron powder spherical shape with a mean particle size of about 3 microns (type EQ BASF).
  • Magnetische Partikel 2: SiO2 beschichtetes, weiches Carbonyleisenpulver mit sphärischer Form mit einer mittlerer Teilchengröße von ca. 4 bis 5 μm (Typ SQ der Firma BASF).Magnetic Particles 2: SiO2 coated, soft carbonyl iron powder spherical shape with a mean particle size from about 4 to 5 microns (type SQ BASF).
  • Magnetische Partikel 3: Unbeschichtetes, hartes Carbonyleisenpulver mit sphärischer Form mit einer Teilchengrößenverteilung von ca. 1 bis 4 μm (Typ HS der Firma BASF).Magnetic Particles 3: Uncoated hard carbonyl iron powder spherical shape with a particle size distribution from about 1 to 4 .mu.m (type HS from BASF).
  • Magnetische Partikel 4: Wasserverdüste Eisenpartikel mit unregelmäßiger Form und einer Teilchengrößenverteilung von ca. 20 bis 40 μm (Typ ASC 300 der Firma Höganäs).Magnetic Particles 4: Water atomized iron particles with an irregular shape and a particle size distribution from about 20 to 40 microns (type ASC 300 from Höganäs).

Zusammensetzung der magnetorheologischen PU Elastomere:Composition of the magnetorheological PU elastomers:

  • System 1: Polyol 1, Isocyanat 1, magn. Partikel 1, Index 45System 1: Polyol 1, isocyanate 1, magn. Particle 1, index 45
  • System 2: Polyol 1, Isocyanat 1, magn. Partikel 2, Index 45System 2: Polyol 1, isocyanate 1, magn. Particle 2, Index 45
  • System 3: Polyol 1, Isocyanat 1, magn. Partikel 3, Index 45System 3: Polyol 1, isocyanate 1, magn. Particle 3, index 45
  • System 4: Polyol 1, Isocyanat 1, magn. Partikel 4, Index 45System 4: Polyol 1, isocyanate 1, magn. Particle 4, Index 45
  • System 5: Polyol 1, Isocyanat 2, magn. Partikel 1, Index 65System 5: Polyol 1, isocyanate 2, magn. Particle 1, index 65
  • Katalysatorgehalt in allen Fällen: 0,13 Gew-% bezogen auf das Polyol.Catalyst content in all cases: 0.13% by weight on the polyol.

Herstellung der magnetorheologischen PU Elastomere:Production of the magnetorheological PU elastomers:

Das Polyol und der Katalysator werden für 1 Minute in einem SpeedmixerTM (Firma Hauschild, High Wycombe, Großbritannien) gemischt. Danach wird das Eisenpulver zugegeben, erneut für 1 Minute vermischt und anschließend die Isocyanatkomponente hinzugefügt und nochmals für 25 Sekunden vermischt. Die Rührgeschwindigkeit betrug bei allen Versuchen 2000 Umdrehungen pro Minute.The polyol and catalyst are mixed for 1 minute in a Speedmixer ™ (Hauschild, High Wycombe, UK). Thereafter, the iron powder is added, mixed again for 1 minute, and then the isocyanate component is added and mixed again for 25 seconds. The stirring speed was 2000 revolutions per minute in all experiments.

Anschließend wird das System in einen Messingring mit 31 mm Innendurchmesser und 3 mm Randhöhe gegossen. Der Messingring steht auf dem Polschuh (quadratische Querschnittsfläche, 4 mal 4 cm) eines Elektromagneten. Der befüllte Messingring wird durch Einbau des oberen Polschuhs geschlossen, dann wird das Magnetfeld zur Herstellung orientierter magnetorheologischer Elastomerer eingeschaltet. Die isotropen magnetorheologischen Elastomere werden für gute Vergleichbarkeit mit den gleichen Formkomponenten hergestellt, allerdings wird der Magnet nicht eingeschaltet. Der Messingring und die Teile des Magneten sind auf 90°C vorgeheizt.Subsequently The system is made into a brass ring with 31 mm inner diameter and 3 mm edge height poured. The brass ring stands on the Pole shoe (square cross-section area, 4 x 4 cm) an electromagnet. The filled brass ring is going through Installation of the upper pole piece closed, then the magnetic field turned on for the preparation of oriented magnetorheological elastomer. The isotropic magnetorheological elastomers are used for good comparability with the same mold components, however, the magnet is not turned on. The brass ring and the parts of the magnet are preheated to 90 ° C.

Zur Herstellung der Materialien mit kettenförmiger Ausrichtung der magnetisierbaren Teilchen wird ein Spulenstrom von 1 Ampere angelegt, der einem Magnetfeld von 0,45 Tesla bei leerem Spalt zwischen den Polschuhen entspricht. Das Magnetfeld wird für 10 min aufrecht erhalten, dann werden die scheibenförmigen Proben entformt. Die isotropen Materialien, bei denen kein Magnetfeld angelegt wurde, werden ebenfalls nach 10 min entformt.to Production of the materials with chain-like alignment The magnetizable particle becomes a coil current of 1 ampere created a magnetic field of 0.45 tesla with an empty gap between corresponds to the pole shoes. The magnetic field is for 10 min maintained, then the disc-shaped samples removed from the mold. The isotropic materials where no magnetic field applied were also removed after 10 min.

Untersuchungen mit dem Rasterelektronenmikroskop zeigen, dass die Eisenpartikel in den mit eingeschaltetem Magnetfeld hergestellten Proben Kettenstrukturen parallel zur Scheibenachse ausbilden.investigations with the scanning electron microscope show that the iron particles in the samples prepared with the magnetic field switched chain structures form parallel to the disc axis.

Aus den scheibenförmigen Proben mit 31 mm Durchmesser werden kleinere Scheiben von 20 mm Durchmesser für die magnetorheologischen Untersuchungen ausgestanzt.The disk-shaped samples with 31 mm diameter become smaller disks of 20 mm Diameter punched out for the magnetorheological investigations.

Magnetorheologische Charakterisierung:Magnetorheological characterization:

Der magnetorheologische Verstärkungsfaktor ist hier definiert als der Quotient aus dem Speicherschubmodul gemessen bei 0,46 Tesla im Rheometer und dem Speicherschubmodul gemessen ohne Magnetfeld. Die angegebene magnetische Flussdichte versteht sich als Wert bei leerem Probenvolumen.Of the Magnetorheological gain factor is defined here as the quotient of the storage thrust module measured at 0.46 Tesla measured in the rheometer and the storage thrust module without magnetic field. The specified magnetic flux density is understood as value at empty sample volume.

Der Schubmodul wird in Platte-Platte Geometrie an den scheibenförmigen Proben mit 20 mm Durchmesser und 3 mm Dicke in oszillatorischer Scherung bei 25°C gemessen.Of the Shear modulus is in plate-plate geometry at the disc-shaped Samples with 20 mm diameter and 3 mm thickness in oscillatory Shear measured at 25 ° C.

Die Scheramplitude beträgt 0,01%, die Oszillationsfrequenz 10 rad/s. Es wird eine Axialkraft von 5 Newton aufgebracht. Der Magnetfeldvektor verläuft parallel zur Scheibenachse der Proben und damit auch zum Vektor des Schergradienten und zur Orientierungsrichtung der Eisenteilchen in den mit Magnetfeld hergestellten Materialien.The Shear amplitude is 0.01%, the oscillation frequency 10 rad / s. An axial force of 5 Newtons is applied. Of the Magnetic field vector runs parallel to the disc axis of Samples and thus also the vector of the shear gradient and the orientation direction the iron particles in the materials made with magnetic field.

Die Zunahme des Schubmoduls ist reversibel, d. h. bei Abschaltung des Magnetfeldes geht der Modul wieder auf seinen Ausgangswert zurück. Der Verstärkungsfaktor des Speichermoduls von erfindungsgemäßen Elastomeren zeigt bei einem Anteil magnetisierbarer Teilchen im Bereich von 7 bis 11 Vol.-% ein Maximum.The Increase of the shear modulus is reversible, d. H. when switching off the Magnetic field, the module goes back to its original value. The amplification factor of the storage modulus of elastomers according to the invention shows at a proportion of magnetizable particles in the range of 7 to 11 vol.% A maximum.

Magnetorheologische Verstärkungsfaktoren der Materialien mit kettenförmig angeordneten magnetisierbaren Teilchen (Aushärtung im Magnetfeld): Verstärkungsfaktor Füllgrad (Gew.-%/Vol-%) 25/4,3 40/8,3 55/14,2 70/24,1 System 1 4,7 20,3 12,7 2,5 System 2 2,8 28,1 12,7 2,9 System 3 2,1 15,1 13,4 2,6 System 4 2,8 31,9 11,9 3,2 System 5 3,9 9,6 7,0 3,2 Magnetorheological amplification factors of the materials with magnetizable particles arranged in chains (curing in the magnetic field): gain Filling degree (% by weight /% by volume) 25 / 4.3 40 / 8.3 55 / 14.2 70 / 24.1 System 1 4.7 20.3 12.7 2.5 System 2 2.8 28.1 12.7 2.9 System 3 2.1 15.1 13.4 2.6 System 4 2.8 31.9 11.9 3.2 System 5 3.9 9.6 7.0 3.2

Magnetorheologische Verstärkungsfaktoren der Materialien mit isotrop angeordneten magnetisierbaren Teilchen (Aushärtung ohne Magnetfeld): Verstärkungsfaktor Füllgrad (Gew.-%/Vol-%) 25/4,3 40/8,3 55/14,2 70/24,1 System 1 1,4 2,9 2,5 1,7 System 2 1,2 3,8 1,8 1,4 System 3 1,5 2,8 2,4 1,6 System 4 1,2 2,5 1,8 1,3 System 5 1,4 1,5 1,4 1,4 Magnetorheological amplification factors of the materials with magnetizable particles arranged isotropically (curing without magnetic field): gain Filling degree (% by weight /% by volume) 25 / 4.3 40 / 8.3 55 / 14.2 70 / 24.1 System 1 1.4 2.9 2.5 1.7 System 2 1.2 3.8 1.8 1.4 System 3 1.5 2.8 2.4 1.6 System 4 1.2 2.5 1.8 1.3 System 5 1.4 1.5 1.4 1.4

In o. g. Tabellen wurde der Volumenfüllgrad aus dem eingewogenen Massenfüllgrad berechnet. Hierbei wurde eine Eisendichte von 7,8 g/cm3 und eine PU-Matrixdichte von 1,06 g/cm3 zugrunde gelegt. Die PU-Matrixdichte wurde an Proben ohne Füllstoff im Mittel zu 1,06 g/cm3 gemessen, mit Schwankungen von +/– 0,04 g/cm3.In the tables above, the volume filling level was calculated from the weighted mass filling degree. This was based on an iron density of 7.8 g / cm 3 and a PU matrix density of 1.06 g / cm 3 . The PU matrix density was measured on unsurfaced samples at an average of 1.06 g / cm 3 , with variations of +/- 0.04 g / cm 3 .

Die Daten zeigen, dass bei einem Volumenfüllgrad von ca. 8,3%, bzw. bei einem Gewichtsfüllgrad von 40% die größten magnetorheologischen Effekte erhalten werden. Dies gilt sowohl für die orientierten magnetorheologischen Materialien als auch die isotropen. Bei den orientierten sind die Effekte größer.The Data show that at a volume fill level of about 8.3%, or at a Gewichtsfüllgrad of 40%, the largest magnetorheological effects are obtained. This applies to both the oriented magnetorheological materials as well as the isotropic ones. The oriented ones have bigger effects.

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  • - „Kunststoffhandbuch”, Band 7, Polyurethane, 3. Auflage, 1993, Kapitel 8 [0062] "Kunststoffhandbuch", volume 7, Polyurethane, 3rd edition, 1993, chapter 8 [0062]

Claims (16)

Kompaktes Polyurethanelastomer, enthaltend 7 bis 11 vol.-% magnetisierbare Teilchen.Compact polyurethane elastomer containing 7 to 11% by volume of magnetisable particles. Kompaktes Polyurethanelastomer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisierbaren Teilchen eine kettenförmige Ausrichtung parallel zueinander aufweisen.Compact polyurethane elastomer according to claim 1, characterized characterized in that the magnetizable particles are a chain-shaped Align parallel to each other. Kompaktes Polyurethanelastomer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastomere Polyurethan mit 8,3 Vol.-% magnetisierbarer Teilchen ein Speichermodul von 10 bis 100 kPa gemessen in Platte-Platte-Geometrie in oszillatorischer Scherung bei einer Frequenz von 10 rad/s und einer Scheramplitude von 0,01% bei Raumtemperatur aufweist.A compact polyurethane elastomer according to claim 1 or 2, characterized in that the elastomeric polyurethane with 8.3 % By volume of magnetizable particles has a storage modulus of 10 to 100 kPa measured in plate-plate geometry in oscillatory shear at a frequency of 10 rad / s and a shear amplitude of 0,01% at room temperature. Kompaktes Polyurethanelastomer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als magnetisierbare Teilchen Eisenpulver enthalten ist.Compact polyurethane elastomer according to one of the claims 1 to 3, characterized in that as magnetizable particles Iron powder is included. Kompaktes Polyurethanelastomer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als magnetisierbare Teilchen Carbonyleisenpulver enthalten ist.Compact polyurethane elastomer according to claim 4, characterized characterized in that as magnetisable particles carbonyl iron powder is included. Kompaktes Polyurethanelastomer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisierbaren Teilchen eine sphärische, stäbchen- oder nadelförmige Form aufweisen.Compact polyurethane elastomer according to one of the claims 1 to 5, characterized in that the magnetizable particles a spherical, rod-shaped or acicular Have shape. Kompaktes Polyurethanelastomer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisierbaren Teilchen eine mittlere längste Ausdehnung zwischen 0,01 bis 1000 μm aufweisen.Compact polyurethane elastomer according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the magnetizable particles a mean longest extent between 0.01 to 1000 microns exhibit. Kompaktes Polyurethanelastomer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisierbaren Teilchen eine mittlere längste Ausdehnung zwischen 1 und 100 μm aufweisen.Compact polyurethane elastomer according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the magnetizable particles a mean longest dimension between 1 and 100 μm exhibit. Verfahren zur Herstellung von kompakten Polyurethanelastomeren, enthaltend 7 bis 11 Vol.-% magnetisierbare Teilchen, dadurch gekennzeichnet, dass man die kompakten Polyurethanelastomere in Gegenwart von magnetisierbaren Teilchen herstellt, so dass diese magnetisierbaren Teilchen in dem kompakten Polyurethanelastomer vorliegen.Process for the preparation of compact polyurethane elastomers, containing 7 to 11% by volume of magnetisable particles, characterized that the compact polyurethane elastomers in the presence of magnetizable Produces particles so that these magnetizable particles in the compact polyurethane elastomer present. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man die Herstellung der kompakten Polyurethanelastomeren in einem Magnetfeld durchführt, das eine Flussdichte von größer als 0,01 Tesla aufweist.Method according to claim 9, characterized that the preparation of the compact polyurethane elastomers in performs a magnetic field having a flux density of greater than 0.01 Tesla. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass man a) Isocyanate mit b) mindestens einer höhermolekularen Verbindung mit mindestens zwei reaktiven Wasserstoffatomen, c) gegebenenfalls Kettenverlängerungsmittel und/oder Vernetzungsmittel, d) Katalysatoren, e) magnetisierbare Teilchen und f) gegebenenfalls sonstige Hilfsmittel und/oder Zusatzstoffe zu einer Reaktionsmischung vermischt, und unter Einwirkung eines Magnetfelds, das eine Flussdichte von größer 0,01 Tesla aufweist, zum kompakten Polyurethanelastomer aushärtet.Method according to claim 10, characterized in that that he a) isocyanates with b) at least one higher molecular weight Compound having at least two reactive hydrogen atoms, c) optionally chain extenders and / or crosslinkers, d) catalysts e) magnetizable particles and f) if applicable other auxiliaries and / or additives to a reaction mixture mixed, and under the action of a magnetic field, which has a flux density of greater than 0.01 Tesla, to compact Polyurethane elastomer hardens. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Isocyanatindex 12 bis 200 beträgt.Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that the isocyanate index is 12 to 200. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Isocyanate a) aliphatische Isocyanate sind.Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that the isocyanates a) aliphatic Isocyanates are. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetisierbaren Teilchen beim Vermischen als isolierte Komponente zugegeben werden.Method according to one of claims 9 to 13, characterized in that the magnetizable particles in Mixing can be added as an isolated component. Kompaktes Polyurethanelastomer erhältlich durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14.Compact polyurethane elastomer available by a method according to any one of the claims 9 to 14. Verwendung eines kompakten Polyurethanelastomers nach Anspruch 15 zum Dämpfen von Schwingungen.Use of a compact polyurethane elastomer according to claim 15 for damping vibrations.
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