СПОСОБНЫЕ РАСШИРЯТЬСЯ И РАСШИРЕННЫЕ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

1. Способный расширяться пеноматериал, содержащий (i) множество сфер, содержащих термопластичный материал, причем сферы инкапсулируют пропеллентный материал, и (ii) аппрет, образующий связь между по меньшей мере частью соседних сфер.
2. Способный расширяться пеноматериал по п. 1, в котором аппрет образует ковалентную связь между по меньшей мере частью соседних сфер.
3. Способный расширяться пеноматериал по п. 1, в котором аппрет содержит атомы переходного металла, выбранного из группы IVB, группы VB и группы VIB периодической таблицы.
4. Способный расширяться пеноматериал по п. 1, в котором аппрет содержит титан или цирконий.
5. Способный расширяться пеноматериал по п. 1, в котором аппрет представляет собой алкоксид переходного металла.
6. Способный расширяться пеноматериал по п. 1, в котором аппрет представляет собой сополимер малеинового ангидрида.
7. Способный расширяться пеноматериал по п. 1, в котором сферы являются микросферами.
8. Способный расширяться пеноматериал по п. 1, в котором термопластичный материал является полимером,
при этом полимер является акрилатным материалом, выбранным из группы, состоящей из метилметакрилата, этилакрилата, пропилакрилата, бутилакрилата, бутилметакрилата, пропилметакрилата, лаурилакрилата, 2-этилгексилакрилата, этилметакрилата и их сочетания; полимером или сополимером винилхлорида, винилиденхлорида, акрилонитрила с винилхлоридом, винилбромида или галогенированного винильного соединения; полимером или сополимером стирола, о-метилстирола, м-метилстирола, п-метилстирола, этилстирола, ар-винилксилола, ар-хлоростирола или ар-бромостирола; или полимером или сополимером винилбензилхлорида или п-трет-бутилстирола.
9. Способный расширяться пеноматериал по п. 1, в котором пропеллент является летучим флюидообразующим веществом, где флюидообразующее вещество является алифатическим углеводородом, и где алифатический углеводород выбран из группы, состоящей из этана, этилена, пропана, пропена, бутена, изобутена, неопентана, ацетилена, гексана, гептана, их галогенированных производных и их смесей.
10. Способный расширяться пеноматериал по п. 1, в котором пропеллент имеет температуру кипения ниже температуры размягчения термопластичного материала, когда последний насыщен пропеллентом, где пропеллент является трихлорфторметаном, н-пентаном, изопентаном, неопентаном, бутаном, изобутаном или их смесью, и где пропеллент составляет от примерно 1% до примерно 70% мас/мас. сферы.
11. Способный расширяться пеноматериал по п. 1, в котором сфера содержит сополимер винилиденхлорида/акрилонитрила и изобутан.
12. Способный расширяться пеноматериал по п. 1, дополнительно содержащий связующее, где связующее представляет собой смолистый материал, где связующее становится пластифицированным при температуре ниже температуры термопластичности сфер, где связующее окружает по меньшей мере часть внешней поверхности сфер и склеивает по меньшей мере часть частиц вместе, где связующее связано с аппретом, и где связующее выбирают из адгезива на основе растворителя, содержащего метиленхлорид, диметилглутарат, метилметакрилатный мономер, метилацетат, метилэтилкетон или дихлорметан.
13. Способный расширяться пеноматериал по п. 1, дополнительно содержащий упрочняющий материал, где упрочняющий материал диспергируют с термопластичным материалом, где упрочняющий материал является углеродным, термопластичным или термоотверждающимся материалом, при этом упрочняющий агент представляет собой каучук, полибутадиеновый эластомер, сшитый акрилонитрилбутадиеновый эластомер, насыщенный акриловый эластомер, полиолефиновый эластомер или этиленвинилацетатный эластомер, и при этом упрочняющий агент составляет от примерно 1% до примерно 95% мас/мас. композиции.
14. Способный расширяться пеноматериал по п. 1, дополнительно содержащий стабилизатор, где стабилизатор представляет собой гидроксидную соль или ее металл.
15. Способный расширяться пеноматериал по п. 1, в котором сферы имеют размер от примерно 1 мкм до примерно 1 мм.
16. Способный расширяться пеноматериал по п. 1, в котором сферы обладают способностью расширения от примерно 1,5 раз до примерно 50 раз от их первоначального размера при подведении тепла.
17. Способный расширяться пеноматериал по любому из пп. 1, 12 или 13, в котором аппрет взаимодействует со свободными протонами на неорганической границе раздела, приводя к образованию органических мономолекулярных слоев на термопластичном материале со связующим, упрочняющим материалом или их сочетанием.
18. Способный расширяться пеноматериал по п. 1, в котором аппрет и термопластичный материал смешивают с помощью ультразвуковых волн, высокой скорости сдвига, сверхвысокой скорости сдвига или их сочетания.
19. Способный расширяться пеноматериал по п. 1, в котором аппрет разделяется на мономеры и диспергируется среди сфер перед расширением.
20. Способный расширяться пеноматериал по п. 1, в котором аппрет смешивают со связующим, упрочняющими материалами или и тем и другим перед смешиванием с термопластичным материалом.
21. Способный расширяться пеноматериал по п. 1 в виде жидкости, порошка, гранул, суспензии или их сочетания.
22. Расширенный пеноматериал, образованный с помощью нагревания способного расширяться пеноматериала по любому из пп. 1-21.
23. Расширенный пеноматериал по п. 22, где способный расширяться пеноматериал нагревают при температуре от примерно 100°F до примерно 750°F (37,8-398,9°С).
24. Формованный продукт, содержащий расширенный пеноматериал по п. 22, в форме внешней детали транспортного средства, внутренней детали транспортного средства, велосипедной детали, деталей аудиовизуального оборудования, детали электроприбора, деталей компьютера, детали телефона, детали мебели, строительного материала или детали спортивного товара.
25. Огнестойкий материал, содержащий расширенный пеноматериал по п. 22.
26. Защитный шлем, содержащий внешнюю оболочку, образующую полость, и внутреннюю прокладку, содержащую расширенный пеноматериал по п. 22, который приспособлен для футбола, лакросса, хоккея, бейсбола, вождения, езды на мотоцикле, езды на велосипеде, действий в условиях массовых беспорядков, строительства или тушения пожаров.
27. Расширенный пеноматериал по п. 22, который имеет стойкость к ударным нагрузкам по меньшей мере примерно 25 г/дюйм (9,8 г/см).
28. Способ получения расширенного пеноматериала, содержащего множество связанных полых сфер, включающий в себя нагревание способного расширяться пеноматериала, содержащего (i) множество сфер, содержащих термопластичный материал, причем сферы инкапсулируют пропеллентный материал, который становится газообразным при температуре ниже температуры термопластичности частицы, и (ii) аппрет, образующий связь между по меньшей мере частью соседних сфер, до температуры, достаточной для пластификации материала с образованием расширенных сфер, имеющих газообразный центр, и охлаждение сфер до температуры ниже температуры термопластичности.
29. Способ получения способного расширяться пеноматериала, включающий в себя смешивание (i) множества сфер, содержащих термопластичный материал, где сферы инкапсулируют пропеллентный материал, и (ii) аппрета, благодаря которому образуется связь между по меньшей мере частью соседних сфер.
30. Способный расширяться пеноматериал, содержащий (i) множество сфер, содержащих термопластичный материал, причем сферы инкапсулируют пропеллентный материал, и (ii) упрочняющий агент, при этом отношение сфер к упрочняющему агенту составляет от примерно 1:1 до примерно 1:99.