制備高溫聚合物涂層的方法
【專利說明】制備高溫聚合物涂層的方法
[0001] 交叉參考的相關(guān)申請
[0002] 本申請要求2012年11月28日提交的美國申請13/686966的權(quán)益，其在此整體引 入作為參考。
[0003] 發(fā)明背景
[0004] 環(huán)境例如油田中的油井或氣井或者海面下環(huán)境、地?zé)徙@井、二氧化碳封存孔、煉制 裝置、流體和氣體傳輸管線和容器以及其他這樣的表面和井下環(huán)境，會將這些環(huán)境中所用 的裝置暴露于溫度、壓力或腐蝕性的苛刻條件。例如，裝置如封隔器、防噴器、鉆探電動機、 鉆探頭、管線等會暴露于以下條件：影響元件和工具的完整性或性能，和具體地，由塑料或 金屬制作的這些工具的組件的性能。
[0005] 具有熱、機械和阻擋性能的塑料和金屬組件被用于這樣的環(huán)境中，該環(huán)境具有多 種這樣不同的和挑戰(zhàn)性的條件。但是這些組件會被這些環(huán)境中存在的高溫、腐蝕性或親脂 性條件損壞。在制品具有橡膠、塑料或金屬部件的情況中，環(huán)境條件會通過與這種環(huán)境中存 在的烴油、水、鹽水、酸或其他材料接觸，而引起例如溶脹或腐蝕。這種接觸會弱化元件的結(jié) 構(gòu)完整性，或者使得元件具有差的尺寸穩(wěn)定性，導(dǎo)致難以放置、激活或移除該元件。
[0006] 用于改善對于這種組件的環(huán)境影響的方法和材料方面的進展是工業(yè)上樂于接受 的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 在一個實施方案中，現(xiàn)有技術(shù)的上述和其他不足通過一種涂覆基底的方法來克 月艮，該方法包括：用多個顆粒撞擊基底，以使得該顆粒附著到該基底，該顆粒包含聚苯基聚 合物；將該顆粒結(jié)合到基底以形成覆層；和交聯(lián)該覆層中的顆粒，以用交聯(lián)的聚合物涂層 涂覆該基底。
[0008] 在另一實施方案中，一種制品，其包括：基底；和結(jié)合到該基底的交聯(lián)的聚合物涂 層；其中該交聯(lián)的聚合物涂層是將聚苯硫醚、聚苯砜、自增強聚亞苯基、聚芳基醚酮或其組 合在該基底表面上交聯(lián)的產(chǎn)物。
【具體實施方式】
[0009] 在此提出的對于一種或多種一個或多個實施方案的詳細說明是示例性的，而非限 制性的。
[0010] 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，結(jié)合到基底的交聯(lián)的聚合物涂層具有有利的材料性能，其保護該基底 防止由于局部環(huán)境條件引起的劣化或變化。該交聯(lián)的聚合物涂層是阻擋層，其是耐久的以 及熱穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定的。此外，該交聯(lián)的聚合物涂層在不同的基底上無缺陷地形成。這里 用于形成交聯(lián)的聚合物涂層的方法是快速和有效的。此外，該方法產(chǎn)生受控厚度的交聯(lián)的 聚合物涂層，并且其具有優(yōu)異的性能例如耐化學(xué)品性，對于流體（氣體或液體）的阻擋性， 基底附著性，在升高的溫度的機械性能保持性，耐刮擦性和高回彈性以從基底上剝離。
[0011] 在一個實施方案中，一種涂覆基底的方法包括用多個顆粒（其包含聚苯基聚合 物）撞擊基底，以使得該顆粒附著到基底，將該顆粒結(jié)合到基底以形成覆層，和交聯(lián)該覆層 中的顆粒，以用交聯(lián)的聚合物涂層涂覆該基底。
[0012] 該顆粒包含例如聚苯基聚合物。作為此處使用的，術(shù)語"聚苯基聚合物"指的是這 樣的聚合物，其在該聚合物的主鏈中具有苯基、取代的苯基或者具有任選的酮基的苯基和 雜原子（例如硫或氧）。示例性聚苯基聚合物包括聚苯硫醚（PPS)、聚苯砜（PPSU)、自增強 聚亞苯基（SRP)、聚芳基醚酮（PAEK)、其交聯(lián)產(chǎn)物、其組合等。
[0013] SRP可以具有重復(fù)單元，其包括1，3-亞苯基、苯甲酰-1，4-亞苯基、苯氧基-苯甲 酰-1，4-亞苯基、其衍生物或者其組合。該重復(fù)單元的苯環(huán)可以是取代的。在一個實施方 案中，1，3-亞苯基重復(fù)單元具有式（1)的結(jié)構(gòu)：
[0014]
【主權(quán)項】
1. 涂覆基底的方法，該方法包括： 用多個顆粒撞擊基底，以使得該顆粒附著到該基底，該顆粒包含聚苯基聚合物； 將該顆粒結(jié)合到基底以形成覆層；和 交聯(lián)該覆層中的顆粒，以用交聯(lián)的聚合物涂層涂覆該基底。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括將該基底加熱到有效交聯(lián)該聚苯基聚合 物的溫度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括在形成該交聯(lián)的聚合物涂層之后，后固 化該交聯(lián)的聚合物涂層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中交聯(lián)和后固化獨立地進行0. 5分鐘-60分鐘的時
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該顆粒進一步包含交聯(lián)劑，該交聯(lián)劑包含硫、過氧 化合物、金屬過氧化物、金屬氧化物或者其組合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其進一步包括在用該顆粒撞擊該基底之前，用該交聯(lián) 劑交聯(lián)該聚苯基聚合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中該交聯(lián)劑的存在量是0. 5wt% -10wt%，基于該聚 苯基聚合物的重量計。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括在撞擊該基底之前加熱該顆粒，其中加 熱到這樣的溫度，其大于該聚苯基聚合物的熔融溫度和小于該聚苯基聚合物的分解溫度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中加熱該顆粒在有效交聯(lián)該聚合物的溫度進行。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括在用該顆粒撞擊該基底之前，用電場加 速該顆粒。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進一步包括旋轉(zhuǎn)該基底，以誘導(dǎo)該顆粒撞擊該基 底。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該聚苯基聚合物包括聚苯硫醚、聚苯砜、自增強 聚亞苯基、聚芳基醚酮、其交聯(lián)產(chǎn)物或者其組合。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中該自增強聚亞苯基包含重復(fù)單元，該重復(fù)單元 包括苯甲酰-1，4-亞苯基、1，3-亞苯基、苯氧基苯甲酰-1，4-亞苯基或者其組合。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該顆粒進一步包含添加劑，該添加劑包括納米 填料、二氧化硅、玻璃纖維、碳纖維、炭黑、顏料、染料、穩(wěn)定劑、流動改進劑、增塑劑或者其組 合。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該基底包括金屬、聚合物、陶瓷、玻璃、紙、木材或 者其組合。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該交聯(lián)的聚合物涂層的厚度是10 y m-3000 y m。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該交聯(lián)的聚合物涂層是流體不可透過，該流體包 括酸、堿、氣體、完井流體、油、極性溶劑、非極性溶劑或者其組合。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中該交聯(lián)的聚合物涂層的分解溫度大于400°C。
19. 制品，其包括： 基底；和 結(jié)合到該基底的交聯(lián)的聚合物涂層； 其中該交聯(lián)的聚合物涂層是將聚苯硫醚、聚苯砜、自增強聚亞苯基或者其組合在基底 表面上交聯(lián)的產(chǎn)物。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的制品，其中該制品包括井下工具、管、管線、流動控制裝置、 過濾器、膜、篩砂器、發(fā)動機罩、篩網(wǎng)、片材、封隔器元件、防噴器元件、潛水泵電動機保護袋、 傳感器保護器、抽油桿、O形環(huán)、T形環(huán)、墊圈、泵軸密封件、管密封件、閥門密封件、用于電組 件的密封件、用于電組件的絕緣體、用于鉆探電動機的密封件或者其組合。
【專利摘要】一種涂覆基底的方法，包括用多個顆粒撞擊基底，以使得該顆粒附著到基底，將該顆粒結(jié)合到基底上以形成覆層，和交聯(lián)該覆層中的顆粒，以用交聯(lián)的聚合物涂層涂覆該基底。該顆粒包含聚苯基聚合物。一種制品，包括基底，和結(jié)合到該基底的交聯(lián)的聚合物涂層。該交聯(lián)的聚合物涂層是將聚苯硫醚、聚苯砜、自增強的聚亞苯基或者其組合在基底表面上交聯(lián)的產(chǎn)物。
【IPC分類】C23C30-00, B32B15-08
【公開號】CN104812941
【申請?zhí)枴緾N201380061021
【發(fā)明人】J·任, D·格拉德
【申請人】貝克休斯公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2013年10月24日
【公告號】CA2891319A1, EP2925906A1, US8962096, US20140147609, WO2014084994A1