[發明專利]可變的TG制品，其制造方法及其用途

有效

• 申請號: 201380026536.4
• 申請日: 2013-04-12
• 公開（公告）號: CN104321369B
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: M·H·約翰遜;N·卡雷喬
• 申請（專利權）人: 貝克休斯公司
• 主分類號: C08J5/00
• 分類號: C08J5/00;C08J3/24;C08L81/00;C08K7/02;C08K3/36
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 柳冀

交叉參考的相關申請

本申請要求2012年5月23日提交的美國申請13/478,387的權益，其在此整體引入作為參考。

發明背景

彈性材料被用于不同的密封應用中。這樣的密封件可以是動態或者靜態密封件。根據環境，彈性體密封件會經歷一定范圍的溫度、壓力和化學品。彈性體密封件可用于高真空到多倍大氣壓和稍低于室溫到升高的溫度例如150℃。惰性和反應性氣體和液體都被暴露于彈性體。雖然不存在理想的彈性體密封件，但是彈性體表現出對于化學品侵蝕、熱降解、泄露速率和擠出的一定范圍的耐受性。在石油天然氣工業中，在給定的溫度、壓力和使用壽命中，在暴露于腐蝕性化學品的同時，彈性體應當在“濕態”而非“干態”條件下保持它的機械性能。

即使在使用最新的技術時，也仍然需要這樣的彈性體或者任何其他聚合物材料，其在濕態條件下在高溫時功能良好，并且保持了它們的機械性能。高溫聚合物(其在僅干燥條件下是耐化學品的)是易于獲得的。這樣的聚合物包括某些熱塑性聚酰亞胺(TPI)和聚苯并咪唑(PBI)。可用于低溫和濕態條件下的耐化學品的聚合物也是易于獲得的。這些聚合物的例子包括某些聚乙烯和聚丙烯。在高溫和腐蝕性流體的條件下，經常使用含氟聚合物，因為它們通常被認為具有最佳的熱穩定性和耐化學品性。含氟聚合物的例子包括聚四氟乙烯，和某些其他含氟彈性體和全氟彈性體。某些等級的含氟聚合物據稱具有327℃的最大連續使用溫度。但是，即使最好的全氟彈性體也會在高溫經時變軟，失去它們在高壓下密封縫隙的能力。同樣，含氟彈性體或者全氟彈性體在高溫與不同的井下流體接觸時傾向于形成裂紋。

雖然廣泛的研究集中在代替彈性體或者增加它們對于高壓、高溫和化學和機械上苛刻的環境例如在井下條件中的降解的耐受性，但是仍然需要具有改進的耐化學品性，特別是在這樣的高溫下的耐化學品性的彈性體。如果能夠獲得改進的耐化學品性，而不明顯地對彈性體其他所需性能例如機械性能如彈性、耐擠出性和整體結構強度產生不利的影響，則會是進一步的優點。在本領域中被普遍接受的是這樣的材料和方法，其用于裝置例如封隔器、防爆元件、O形環、墊圈等中所用的彈性體，其當在連續的使用期內與腐蝕性流體接觸時，在高溫和高壓保持了良好的機械性能。

發明內容

在一個實施方案中，公開了一種制品，其包含：以下的交聯產物：第一交聯聚合物；和第二交聯聚合物，該制品的玻璃化轉變溫度具有梯度。

在另一實施方案中，一種制品，其包含：以下的交聯產物：第一交聯聚合物；和第二交聯聚合物，其中該制品的玻璃化轉變溫度具有梯度，交聯密度具有梯度，并且該制品經配置以在該玻璃化轉變溫度梯度的最小Tg值到小于最大Tg值的溫度具有自支撐(self backup)性能。

在另一實施方案中，一種制造制品的方法，其包括：合并第一交聯聚合物和第二交聯聚合物以形成組合物；壓縮該組合物；加熱該組合物；和交聯該組合物以形成該制品，該制品的玻璃化轉變溫度具有梯度。

在又一實施方案中，一種密封件，其包含：第一部分，其包含以下的交聯產物：第一交聯聚合物；和第二交聯聚合物；以及第二部分，其包含與第一部分的構成聚合物不同的聚合物，其中該密封件的玻璃化轉變溫度具有梯度。

在另一實施方案中，一種密封方法，其包括：將該密封件置于開口中；將該密封件加熱到大于密封件的玻璃化轉變溫度的最小值的溫度；和施加壓力到該密封件的彈性部分上，以密封該開口。

附圖說明

下面的說明不應當以任何方式認為是限制性的。參考該附圖，相同的元件采用相同的附圖標記：

圖1A、1B和1C顯示了組合物的橫截面，該組合物具有交聯聚合物的交聯產物，并且其玻璃化轉變溫度具有梯度；

圖2A和2B顯示了具有不連續的和連續的玻璃化轉變溫度梯度的制品的透視圖；

圖3顯示了玻璃化轉變溫度相對于沿著具有玻璃化轉變溫度梯度的制品的線性位置的圖表；

圖4A顯示了彈性體密封件的透視圖，該密封件包含具有玻璃化轉變溫度梯度的組合物；

圖4B和4C顯示了在分別施加壓縮力之前和之后，彈性體密封件的橫截面；

圖5A和5B顯示了分別作為單個組件和多個組件的彈性體密封件的橫截面；

圖6A和6B顯示了分別在展開之前和之后，封隔元件的橫截面；和

圖7A和7B顯示了分別在展開之前和之后，滑動元件的橫截面。

具體實施方式