本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)石油或天然氣等油氣資源并回收油氣的井下工具構(gòu)件等中所使用的聚乙醇酸樹脂組合物、坑井挖掘用成型品及井下工具構(gòu)件、以及坑井挖掘方法。
背景技術(shù):
石油或天然氣等油氣資源通過多孔質(zhì)且具有滲透性的地下層的井(油井或氣井。有時(shí)統(tǒng)稱為“坑井”)被采掘而生產(chǎn)出來。隨著能源消耗的增大,坑井的高深度化日益推進(jìn),在世界上已有深度超過9000m的挖掘記錄,在日本也有超過6000m的高深度坑井。在被持續(xù)采掘的坑井中,為了從滲透性隨著時(shí)間經(jīng)過而不斷降低的地下層、甚至原本滲透性就不充分的地下層持續(xù)高效地采掘油氣資源,會(huì)對(duì)生產(chǎn)層進(jìn)行刺激(stimulate),作為刺激方法,已知有酸處理、壓裂方法(專利文獻(xiàn)1)。酸處理是將鹽酸、氫氟酸等酸注入生產(chǎn)層,使巖盤的反應(yīng)成分(碳酸鹽、粘土礦物、硅酸鹽等)溶解,由此增加生產(chǎn)層的滲透性的方法,但被指出隨著強(qiáng)酸的使用而產(chǎn)生的各種問題,另外,因包含各種對(duì)策而被指出成本增大。因此,利用流體壓力使生產(chǎn)層形成細(xì)孔的形成穿孔(perforation)、裂縫(斷裂、fracture)的水力壓裂法(有時(shí)也稱為“壓裂(fracturing)”)受到關(guān)注。
水力壓裂法是利用水壓等流體壓(以下,有時(shí)僅叫作“水壓”)使生產(chǎn)層產(chǎn)生穿孔、裂縫的方法,一般來講,是生產(chǎn)層的刺激方法,即挖掘出垂直的孔,接著,使垂直的孔彎曲,在地下數(shù)千米的地層內(nèi)挖掘出水平的孔之后,將壓裂流體(多數(shù)情況下為水基,根據(jù)需要,含有支撐劑、溝道劑(channelant)、膠凝劑、阻垢劑、酸、減摩劑等各種添加劑)等流體以高壓送入這些坑井孔(是指為了形成坑井而設(shè)置的孔,有時(shí)也叫作“鉆孔(down hole)”)內(nèi),利用水壓使高深度地下的生產(chǎn)層(生產(chǎn)石油或者天然氣等油氣資源的層)產(chǎn)生裂縫(斷裂)等,用于通過該斷裂等采集、回收油氣資源。在所謂的頁巖油(在頁巖中老化的油)、頁巖氣等非常規(guī)資源的開發(fā)中,水力壓裂法的有效性也受到關(guān)注。
為了使用以高壓送入的流體,通過水壓使高深度地下的生產(chǎn)層(出產(chǎn)頁巖油等石油或者頁巖氣等天然氣等油氣資源的層)產(chǎn)生裂縫、穿孔,通常,采用以下方法。即,對(duì)于在地下數(shù)千米的地層內(nèi)挖掘出的坑井孔(鉆孔),從坑井孔的頂端部依次進(jìn)行封堵(有時(shí)也稱為“密封”),同時(shí)對(duì)規(guī)定區(qū)段進(jìn)行局部堵塞,將流體以高壓送入此堵塞的區(qū)段內(nèi),使生產(chǎn)層產(chǎn)生裂縫、穿孔。接著,堵塞下一個(gè)規(guī)定區(qū)段(通常為先前的區(qū)段的前側(cè)、即地上側(cè)的區(qū)段),使其產(chǎn)生裂縫、穿孔。以下,反復(fù)實(shí)施該工序,直到完成所需的封堵、以及裂縫、穿孔的形成。
不局限于新坑井的挖掘,有時(shí)對(duì)于已經(jīng)形成的坑井孔的所希望的區(qū)域,也再次進(jìn)行生產(chǎn)層的刺激。此時(shí)也同樣地,有時(shí)會(huì)重復(fù)坑井孔的堵塞和使用高壓流體的壓裂等操作。另外,為了進(jìn)行坑井的完井,有時(shí)也堵塞坑井孔而截?cái)鄟碜韵虏康牧黧w,在進(jìn)行了其上部的完井之后,解除堵塞。在這些新形成的坑井孔、已經(jīng)形成的坑井孔的內(nèi)部,為了進(jìn)行所需的操作而使用各種工具,將這些工具統(tǒng)稱為“井下工具(downhole tool)”。廣義上,井下工具有時(shí)也作為包含挖掘裝置或者其動(dòng)力源、獲取并交換各工具的位置或挖掘信息的傳感器或者通信裝置的概念來使用,但具有代表性的,可列舉出為了進(jìn)行坑井孔的堵塞、固定而使用的堵塞器(plug)(有時(shí)也稱為“壓裂塞(frac plugs)”、“橋塞(bridge plug)”或“封隔器(packer)”等)等。
例如,專利文獻(xiàn)2中公開了一種坑井挖掘用堵塞器(有時(shí)也稱為“鉆孔堵塞器”)。具體而言,公開了一種堵塞器,具備:在軸向具有中空部的心軸(主體),在與心軸的軸向正交的外周面上沿著軸向具備:環(huán)或環(huán)狀構(gòu)件(annular member)、第一圓錐狀構(gòu)件(conical member)以及滑卡(slip)、由彈性體或橡膠等形成的可鍛性元件(malleable element)、第二圓錐狀構(gòu)件以及滑卡,以及防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(anti-rotation feature)。利用該坑井挖掘用堵塞器進(jìn)行的坑井孔的封鎖如下。即,利用如下方式實(shí)現(xiàn):隨著通過使心軸在其軸向上移動(dòng),環(huán)或環(huán)狀構(gòu)件與防轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的間隙縮小,滑卡與圓錐狀構(gòu)件(本領(lǐng)域中有時(shí)也稱為“楔塊”)的傾斜面抵接,沿著圓錐狀構(gòu)件前進(jìn),由此呈放射狀向外方擴(kuò)大并與坑井孔的內(nèi)壁抵接,固定于坑井孔;以及,可鍛性元件擴(kuò)徑變形并對(duì)心軸與坑井孔的內(nèi)壁之間的空間進(jìn)行封鎖和密封。在心軸存在軸向的中空部,通過對(duì)其設(shè)置球體(有時(shí)也稱為“密封球”),能對(duì)坑井孔進(jìn)行封鎖。記載有:作為形成堵塞器的材料(各材料包含在井下工具構(gòu)件的概念中),可廣泛舉例示出:金屬材料(鋁、鋼、不銹鋼等)、纖維、木材、復(fù)合材料以及塑料等,優(yōu)選為含有碳纖維等強(qiáng)化材料的復(fù)合材料,特別是環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等聚合物復(fù)合材料,心軸由鋁或者復(fù)合材料形成。另一方面,記載有:關(guān)于球體,除了可以使用先前說明的材料以外,還可以使用因溫度、壓力、pH(酸、堿)等而分解的材料。
另外,專利文獻(xiàn)3中公開了一種一次性井下工具或其構(gòu)件(a downholetool or a component thereof),其含有暴露于坑井內(nèi)的環(huán)境時(shí)進(jìn)行分解的生物分解性材料,作為生物分解性材料,公開了聚乳酸等的脂肪族聚酯等分解性聚合物。進(jìn)而,專利文獻(xiàn)3中記載了:軸向具有流通孔(flow bore)的圓筒狀主體部件(tubular body element)、在該圓筒狀主體部件的與軸向正交的外周面上沿著軸向由上部密封元件、中心密封元件以及下部密封元件形成的封隔器元件集合體(packer element assembly)、和滑卡以及機(jī)械滑卡主體(mechanical slip body)的組合。另外,還公開了:通過在圓筒狀主體部件的流通孔中設(shè)置球體,只允許流體朝向一個(gè)方向流動(dòng)。
在坑井完成之前,坑井挖掘所使用的堵塞器等井下工具及其構(gòu)件,即心軸、滑卡、楔塊、橡膠構(gòu)件、球體(密封球)、球座(ball seat)等井下工具構(gòu)件依次配置于坑井內(nèi),但在開始生產(chǎn)頁巖油等石油或頁巖氣等天然氣(以下,有時(shí)統(tǒng)稱為“石油、天然氣”或者“石油或天然氣”)等的階段,需要將它們?nèi)コ?。通常,堵塞器等井下工具、以及球體(密封球)等井下工具構(gòu)件不會(huì)被設(shè)計(jì)為在使用后能解除堵塞并回收,因此,通過利用壓裂、鉆穿(drill out)等其他方法進(jìn)行破壞或者小片化來去除,但壓裂、鉆穿等需要花費(fèi)大量的經(jīng)費(fèi)和時(shí)間。另外,雖然也存在被特殊設(shè)計(jì)成能夠在使用后回收的堵塞器(retrievable plug),但由于堵塞器被置于高深度地下,因此,要將其全部回收需要大量的經(jīng)費(fèi)和時(shí)間。
因此,廣泛嘗試適合于使用分解性材料作為井下工具或井下工具構(gòu)件方面的改良。專利文獻(xiàn)4中公開了一種能夠分解的密封球(相當(dāng)于井下工具或井下工具構(gòu)件),其堵塞設(shè)于鉆孔內(nèi)的套管內(nèi)的穿孔。具體而言,專利文獻(xiàn)4中記載了一種密封球,其由在坑井流體中實(shí)質(zhì)上為不溶性,在地下層的溫度的水的存在下分解為低聚物并可溶于地下層的流體的含有聚乳酸、乳酸-乙醇酸共聚物等聚酯的樹脂組合物形成。
進(jìn)而,專利文獻(xiàn)5中公開了一種球體用組合物,其在油氣類以及地層熱的存在下經(jīng)時(shí)地分解、溶解、剝離,或者其物理特性顯著劣化。更具體而言,專利文獻(xiàn)5中記載了:一種球體(相當(dāng)于井下工具構(gòu)件)與球座(相當(dāng)于井下工具構(gòu)件)的組合,該球體在管內(nèi)被置于能夠在第一位置與第二位置之間滑動(dòng)的套筒內(nèi),包含在超過65.6℃(相當(dāng)于150°F)的溫度下進(jìn)行分解的材料,該球座具有直徑小于球體的直徑的開口,以及,球體的在超過65.6℃的溫度下進(jìn)行分解的材料為含有熱固性聚合物、熱塑性聚合物、彈性體等的組合物;以及還可以進(jìn)一步包含芳綸、玻璃、碳、硼、聚酯、棉以及陶瓷的纖維或粒子。
如上所述,在對(duì)于確保能源資源以及環(huán)境保護(hù)等的要求提高的背景下,特別是在非常規(guī)資源的采掘擴(kuò)大的過程中,高深度化等采掘條件越發(fā)苛刻,另外,采掘條件的多樣化,例如作為溫度條件,隨著深度的多樣化等而多樣化發(fā)展到小于60℃至大于200℃的溫度。即,作為形成壓裂塞、橋塞或封隔器等堵塞器類(井下工具)、球體(密封球)或球座等井下工具構(gòu)件的材料,要求其具有密封性能、機(jī)械強(qiáng)度等諸多特性,即能夠?qū)?gòu)件向數(shù)千米的深度地下輸送的機(jī)械強(qiáng)度(拉伸強(qiáng)度伸長率、壓縮強(qiáng)度伸長率、耐沖擊強(qiáng)度等);在高深度地下的鉆孔的高溫且高濕度的環(huán)境下,即使與作為回收對(duì)象的油氣資源接觸也能維持機(jī)械強(qiáng)度等的耐熱性、耐油性以及耐水性;為了實(shí)施穿孔、壓裂而對(duì)鉆孔進(jìn)行堵塞時(shí),即使利用高壓的水壓也能維持堵塞。并且,在油氣資源回收用坑井挖掘完成的階段,在此坑井的環(huán)境條件下(如前所述,隨著深度的多樣化等,溫度條件等其他方面也存在多樣的環(huán)境),要求其兼具能夠容易去除的特性。
對(duì)于目前要求實(shí)用化的、構(gòu)成具有分解性的井下工具的具有分解性的井下工具構(gòu)件(以下,有時(shí)稱為“分解性井下工具構(gòu)件”),除此之外,該井下工具或井下工具構(gòu)件用于高深度等其他多樣環(huán)境中的坑井處理工序,或者在鉆孔內(nèi)使用由以金屬為首的各種材料形成的各種其他各種構(gòu)件,因此,根據(jù)使用環(huán)境,有時(shí)分解性井下工具構(gòu)件與坑井壁面、所述的其他各種構(gòu)件等發(fā)生碰撞、接觸等。然后,可知:因碰撞、接觸等沖擊,產(chǎn)生分解性井下工具構(gòu)件的壓裂、破壞、碎片等,例如,恐怕會(huì)無法發(fā)揮或維持所預(yù)期的密封性能。因此,根據(jù)使用環(huán)境、工具的種類,要求具有高度的耐沖擊強(qiáng)度、即耐沖擊性的分解性井下工具構(gòu)件,作為形成該井下工具構(gòu)件的材料,要求兼具包含耐沖擊性的優(yōu)異的機(jī)械特性和分解性的樹脂組合物。
在由分解性樹脂組合物形成心軸、球體(密封球)或球座等分解性井下工具構(gòu)件的情況下,多數(shù)情況,采用通過固化擠出成型等擠出成型、射出成型等熔融成型形成的坑井挖掘用成型品,或者對(duì)該成型品(有時(shí)也稱為“一次成型品”)進(jìn)行切削、開孔、切割等機(jī)械加工,制成具有所需形狀的成型品(有時(shí)也稱為“二次成型品”),即坑井挖掘用成型品。因此,作為形成井下工具構(gòu)件等坑井挖掘用成型品的分解性樹脂組合物、即坑井挖掘用分解性樹脂組合物,有時(shí)也會(huì)要求作為對(duì)切削等機(jī)械加工的適合性的成型加工時(shí)的耐沖擊性。
另外,還要求即使在保管和搬運(yùn)井下工具構(gòu)件等坑井挖掘用成型品時(shí)與各種構(gòu)件接觸、碰撞也難以損傷的耐沖擊性(搬運(yùn)時(shí)的耐沖擊性)。
需要說明的是,專利文獻(xiàn)6中公開了一種耐沖擊性以及耐熱性優(yōu)異的脂肪族聚酯樹脂組合物。在專利文獻(xiàn)6中,對(duì)于脂肪族聚酯,沒有特別限定,大量例示出:以脂肪族羥基羧酸為主要構(gòu)成成分的聚合物、以脂肪族多元羧酸和脂肪族多元醇為主要構(gòu)成成分的聚合物,大量記載了使用聚乳酸的具體例。在專利文獻(xiàn)6中,作為該組合物能廣泛用作膜、片材、纖維/布、無紡布、注塑成型品、擠出成型品、真空壓空成型品、吹塑成型品、或與其他材料的復(fù)合體等任何形狀的成型品,公開了汽車用材料、電機(jī)/電子設(shè)備用材料、農(nóng)業(yè)用材料、園藝用材料、漁業(yè)用材料、土木/建筑用材料、文具、醫(yī)療用品等用途。然而,在專利文獻(xiàn)6中,關(guān)于先前說明的坑井挖掘的用途中的特有的問題、實(shí)現(xiàn)其的組成,沒有具體的啟示。
另外,專利文獻(xiàn)7中公開了一種耐沖擊性優(yōu)異的脂肪族聚酯樹脂組合物。具體而言,專利文獻(xiàn)7的脂肪族聚酯樹脂組合物是以(A)/(B)的重量比為99/1~50/50的方式含有(A)由聚乳酸形成的脂肪族聚酯和(B)多層結(jié)構(gòu)聚合物的組合物。然后,所述(B)多層結(jié)構(gòu)聚合物由含有選自含縮水甘油基乙烯基系單元或不飽和二羧酸酐系單元中的至少1種以上的單元的重量體構(gòu)成。然而,在專利文獻(xiàn)7中,關(guān)于先前說明的坑井挖掘的用途中的特有的問題、實(shí)現(xiàn)其的組成,也沒有具體的啟示。
即,在高深度化等采掘條件越發(fā)苛刻且多樣的背景下,要求一種樹脂組合物、以及井下工具構(gòu)件等坑井挖掘用成型品,其具有即使與成型加工或搬運(yùn)時(shí)、甚至與坑井挖掘所使用的各種構(gòu)件接觸、碰撞也難以損傷的高耐沖擊性,同時(shí)機(jī)械特性、耐熱性優(yōu)異,且能在多樣的坑井的環(huán)境條件下根據(jù)需要容易地去除,有助于縮減坑井挖掘的經(jīng)費(fèi)以及工序。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本公表專利公報(bào)“特表2003-533619號(hào)公報(bào)(公開日:2003年11月11日)”
專利文獻(xiàn)2:美國專利申請(qǐng)公開2011/0277989號(hào)說明書
專利文獻(xiàn)3:美國專利申請(qǐng)公開2005/0205266號(hào)說明書
專利文獻(xiàn)4:美國專利第4716964號(hào)說明書
專利文獻(xiàn)5:美國專利申請(qǐng)公開2012/0181032號(hào)說明書
專利文獻(xiàn)6:日本公開專利公報(bào)“特開2003-286396號(hào)公報(bào)(公開日:2003年10月10日)”
專利文獻(xiàn)7:日本公開專利公報(bào)“特開2011-26621號(hào)公報(bào)(公開日:2011年2月10日)”
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的問題
本發(fā)明的問題在于提供一種聚乙醇酸樹脂組合物,其在高深度化等采掘條件越發(fā)苛刻且多樣的背景下,具有即使與成型加工或搬運(yùn)時(shí)、甚至與坑井挖掘時(shí)的各種構(gòu)件接觸、碰撞也難以損傷的高耐沖擊性,同時(shí)機(jī)械特性、耐熱性優(yōu)異,且能在多樣的坑井的環(huán)境條件下根據(jù)需要容易地去除,有助于縮減坑井挖掘的經(jīng)費(fèi)以及工序。進(jìn)而,本發(fā)明的問題在于,提供一種由所述聚乙醇酸樹脂組合物形成的耐沖擊性等優(yōu)異的坑井挖掘用成型品,特別提供一種井下工具構(gòu)件,以及提供一種使用所述坑井挖掘用成型品的坑井挖掘方法。
技術(shù)方案
本發(fā)明人等為了解決所述問題進(jìn)行了深入研究,其結(jié)果是,發(fā)現(xiàn)了如下事實(shí),從而完成了本發(fā)明:通過使作為分解性樹脂的聚乙醇酸含有特有的耐沖擊性改良劑,制成耐沖擊性、以及機(jī)械特性、耐熱性優(yōu)異的聚乙醇酸樹脂組合物,由此能解決所述問題。
即,根據(jù)本發(fā)明,可提供一種聚乙醇酸樹脂組合物,其含有聚乙醇酸和以丙烯酸系橡膠為核層、以乙烯基系(共)聚合物為殼層的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物,其中,所述聚乙醇酸在溫度270℃以及剪切速度122sec-1下測定時(shí)的熔融粘度為450~1600Pa·s的范圍,分散于所述聚乙醇酸中的所述丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的平均粒子間距為0.2~2.5μm的范圍。
有益效果
根據(jù)本發(fā)明,可達(dá)到如下效果:能提供一種聚乙醇酸樹脂組合物,其含有聚乙醇酸和以丙烯酸系橡膠為核層、以乙烯基系(共)聚合物為殼層的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物,由此,在高深度化等油氣資源回收的采掘條件苛刻且多樣的背景下,具有即使與成型加工或搬運(yùn)時(shí)、甚至與坑井挖掘時(shí)的各種構(gòu)件接觸、碰撞也難以損傷的高耐沖擊性,同時(shí)機(jī)械特性、耐熱性優(yōu)異,且能在坑井處理結(jié)束后根據(jù)需要容易地去除,有助于縮減坑井挖掘的經(jīng)費(fèi)和工序。
具體實(shí)施方式
以下,對(duì)本發(fā)明的聚乙醇酸樹脂組合物的一個(gè)實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物進(jìn)行具體說明。需要說明的是,本發(fā)明的聚乙醇酸樹脂組合物并不限定于以下說明的坑井挖掘用組合物。
I.坑井挖掘用樹脂組合物
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物的特征在于,含有作為主成分的聚乙醇酸和以丙烯酸系橡膠為核層、以乙烯基系(共)聚合物為殼層的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物。
1.聚乙醇酸
本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物所含的聚乙醇酸(以下,有時(shí)稱為“PGA”)是含有(式1)-(-O-CH2-CO-)-所示的重復(fù)單元的聚合物。在聚合物中,(式1)所示的重復(fù)單元的比率通常為50質(zhì)量%以上,優(yōu)選為70質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為80質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為90質(zhì)量%以上,特別優(yōu)選為95質(zhì)量%以上,最優(yōu)選為99質(zhì)量%以上。若(式1)所示的重復(fù)單元的比率小于50質(zhì)量%,則顯示出強(qiáng)韌性、耐熱性、機(jī)械特性、結(jié)晶性、阻氣性等降低的傾向。多數(shù)情況下,最優(yōu)選的是使用(式1)所示的重復(fù)單元的比率為100質(zhì)量%的聚乙醇酸的均聚物。
PGA可以通過乙醇酸的縮聚或乙交酯的開環(huán)聚合來制造。作為(式1)所示的重復(fù)單元以外的重復(fù)單元,例如,優(yōu)選源于草酸乙烯酯、丙交酯、內(nèi)酯類、三亞甲基碳酸酯、1,3-二噁烷等環(huán)狀單體的重復(fù)單元,但不限定于它們。更優(yōu)選的(式1)所示的重復(fù)單元以外的重復(fù)單元為乳酸重復(fù)單元,作為所得的乙醇酸-乳酸共聚物(以下,有時(shí)稱為“PGLA”),可以使用乙醇酸重復(fù)單元與乳酸重復(fù)單元的比率(質(zhì)量比)為99∶1~50∶50、優(yōu)選為99∶1~70∶30、更優(yōu)選為99∶1~80∶20的共聚物。
通過以1質(zhì)量%以上的比率導(dǎo)入源于該環(huán)狀單體的重復(fù)單元,能降低PGA的熔點(diǎn)從而降低加工溫度,由此,能減少熔融加工時(shí)的熱分解。另外,還能通過共聚來控制PGA的結(jié)晶化速度,從而提高擠出成型性。另一方面,若源于該環(huán)狀單體的重復(fù)單元變得過多,恐怕會(huì)導(dǎo)致所形成的作為井下工具構(gòu)件等的坑井挖掘用成型品的耐沖擊性、耐熱性等顯著降低。
本實(shí)施方式中使用的PGA優(yōu)選為高分子量聚合物。PGA在溫度270℃以及剪切速度122sec-1下測定的熔融粘度為200~2000Pa·s,優(yōu)選為450~1600Pa·s,更優(yōu)選為700~1400Pa·s,特別優(yōu)選為850~1300Pa·s,最優(yōu)選為910~1200Pa·s。因此,如果按照該熔融粘度的范圍,則本實(shí)施方式中使用的PGA的重均分子量(Mw)為147000~270000,優(yōu)選為177000~248000,更優(yōu)選為199000~240000,特別優(yōu)選為212000~236000,最優(yōu)選為217000~232000。若PGA的熔融粘度過低,則從熔融成型等的穩(wěn)定成型困難的方面考慮,所得的坑井挖掘用成型品的耐沖擊性、耐熱性等降低,例如有時(shí)會(huì)在為了形成井下工具構(gòu)件等而進(jìn)行的機(jī)械加工等成型加工時(shí)容易產(chǎn)生裂紋。另外,若PGA的熔融粘度過低,則有時(shí)會(huì)在對(duì)坑井挖掘用成型品進(jìn)行熱處理(退火)時(shí)產(chǎn)生裂紋。另外,在PGA的熔融粘度過低的情況下,PGA與丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的熔融粘度差變大,由此有時(shí)剪切力難以施加于丙烯酸橡膠系核殼型聚合物,分散性惡化(沖擊強(qiáng)度降低)。另一方面,若PGA的熔融粘度過高,則熔融成型時(shí)必須加熱至高溫,因此有時(shí)容易產(chǎn)生PGA的熱劣化。另外,若PGA的熔融粘度過高,則例如在上述的機(jī)械加工等中,有時(shí)會(huì)導(dǎo)致加工機(jī)械的心棒折斷。
本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物是含有PGA為主成分的樹脂組合物。所謂主成分是指,組合物所含的樹脂成分中的PGA的含有比率通常為50質(zhì)量%以上,優(yōu)選為70質(zhì)量%以上,更優(yōu)選為80質(zhì)量%以上,進(jìn)一步優(yōu)選為90質(zhì)量%以上。作為其他樹脂成分,可以列舉出PGA以外的熱塑性樹脂、例如聚乳酸(以下,有時(shí)稱為“PLA”)等其他生物分解性樹脂。可以是樹脂成分中的PGA的含有比率為100質(zhì)量%的樹脂組合物。作為PLA,可列舉出L-乳酸、D-乳酸的均聚物、或者已知通過將聚-L-乳酸與聚-D-乳酸混合使各自的分子鏈適當(dāng)絡(luò)合形成立構(gòu)復(fù)合物而獲得的耐熱性提高的立構(gòu)復(fù)合物型聚乳酸,進(jìn)而,包含具有50質(zhì)量%以上、優(yōu)選為75質(zhì)量%以上、更優(yōu)選為85質(zhì)量%以上、進(jìn)一步優(yōu)選為90質(zhì)量%以上的L-乳酸或D-乳酸的重復(fù)單元的共聚物。
對(duì)于本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物中的PGA的含量而言,可以考慮到對(duì)由該組合物形成的、井下工具構(gòu)件等坑井挖掘用成型品所要求的耐沖擊性、耐熱性、機(jī)械特性、以及坑井挖掘后根據(jù)需要進(jìn)行的去除的容易度等而適當(dāng)決定,但將PGA與以下說明的以丙烯酸系橡膠為核層、以乙烯基系(共)聚合物為殼層的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的合計(jì)設(shè)為100質(zhì)量%時(shí),優(yōu)選為60~98質(zhì)量%,更優(yōu)選為62~97質(zhì)量%,進(jìn)一步優(yōu)選為65~96質(zhì)量%,根據(jù)所述的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物與隨后說明的甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯系共聚物的組合為48~98質(zhì)量%,根據(jù)情況為52~96質(zhì)量%。
2.丙烯酸橡膠系核殼型聚合物
本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物的特征在于,含有PGA,并且還含有以丙烯酸系橡膠為核層、以乙烯基系(共)聚合物為殼層的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物(以下,有時(shí)僅稱為“丙烯酸橡膠系核殼型聚合物”作為耐沖擊性改良劑。本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物含有作為分解性樹脂的PGA,并且還含有作為耐沖擊性改良劑的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物,由此,具有高耐沖擊性,同時(shí)機(jī)械特性、耐熱性優(yōu)異,且能在坑井處理結(jié)束后根據(jù)需要容易地去除,其結(jié)果是,能形成具有即使與成型加工或搬運(yùn)時(shí)、甚至與坑井挖掘所使用的各種構(gòu)件接觸、碰撞也難以損傷的高耐沖擊性的井下工具構(gòu)件等坑井挖掘用成型品。
(平均粒子間距)
在本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物中,分散于PGA中的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的平均粒子間距為0.2~2.5μm。另外,該平均粒子間距為丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的平均粒徑以上。其中,該平均粒子間距更優(yōu)選為0.3~2.3μm,進(jìn)一步優(yōu)選為0.4~1.9μm,特別優(yōu)選為0.5~1.8μm,最優(yōu)選為0.7~1.6μm。通過本實(shí)施方式的平均粒子間距滿足該范圍,施加于坑井挖掘用樹脂組合物的沖擊力被均勻分散的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物有效地緩和,作為結(jié)果,具有能體現(xiàn)出極高的耐沖擊性的優(yōu)點(diǎn)。在本實(shí)施方式中,平均粒子間距例如可以通過如下方法得到:使用掃描型電子顯微鏡對(duì)坑井挖掘用樹脂組合物進(jìn)行觀察,測定PGA中接近的核殼型聚合物粒子間的重心間距。
2-1.核殼型聚合物
本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物所含有的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物具有由核層(最內(nèi)層)和覆蓋它的1層以上的層(殼層)構(gòu)成的核殼型的多層結(jié)構(gòu)。構(gòu)成核殼型聚合物的層的數(shù)量沒有特別限定,只要為2層以上即可,可以是3層以上或4層以上。本實(shí)施方式的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物優(yōu)選至少包含最外層的殼層由乙烯基系(共)聚合物形成。核層與殼層通常通過接枝鍵結(jié)來鍵結(jié)。
2-2.丙烯酸系橡膠的核層
本實(shí)施方式的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物將丙烯酸系橡膠設(shè)為核層。丙烯酸系橡膠是使丙烯酸丁酯等丙烯酸酯與少量的二丙烯酸丁二酯等交聯(lián)性及/或接枝形成單體聚合而得的橡膠(有時(shí)也稱為“彈性體”)。作為上述丙烯酸酯,除了丙烯酸丁酯之外,還可列舉出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸2-乙基己酯等。另外,作為交聯(lián)性及/或接枝形成單體,可列舉出二乙烯苯、二丙烯酸丁二酯、二甲基丙烯酸丁二酯、二丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯酸丁二醇酯、二甲基丙烯酸丁二醇酯、低聚乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯等乙烯基化合物;丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、馬來酸二烯丙酯、富馬酸二烯丙酯、衣康酸二烯丙酯、馬來酸單烯丙酯、富馬酸單烯丙酯、氰尿酸三烯丙酯等烯丙基化合物等,特別優(yōu)選二乙烯基苯、二丙烯酸丁二酯、丙烯酸烯丙酯等。
進(jìn)而,在不要求特別高的耐熱性等的情況等,作為本實(shí)施方式的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物中的丙烯酸系橡膠,可以為有機(jī)硅丙烯酸系橡膠。作為有機(jī)硅丙烯酸系橡膠,可列舉出含有聚有機(jī)硅氧烷橡膠等有機(jī)硅橡膠成分和由先前說明的丙烯酸系橡膠形成的成分的聚有機(jī)硅氧烷/丙烯酸系復(fù)合橡膠等。作為形成聚有機(jī)硅氧烷橡膠的有機(jī)硅氧烷,可列舉出六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、十二甲基環(huán)六硅氧烷、三甲基三苯基環(huán)三硅氧烷、四甲基四苯基環(huán)四硅氧烷、八苯基環(huán)四硅氧烷等。有機(jī)硅丙烯酸系橡膠中的有機(jī)硅橡膠成分通常為0.1~50質(zhì)量%,優(yōu)選為0.2~30質(zhì)量%。
此外,本實(shí)施方式的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物中的丙烯酸系橡膠可以含有丁二烯等共軛二烯成分,但從耐熱性等觀點(diǎn)考慮,共軛二烯成分優(yōu)選30質(zhì)量%以下,更優(yōu)選設(shè)為20質(zhì)量%以下。若共軛二烯成分大于30質(zhì)量%,則有時(shí)坑井挖掘用樹脂組合物的耐熱性變差。根據(jù)其他需要,丙烯酸系橡膠也可以含有苯乙烯、丙烯腈或異戊二烯成分。
2-3.乙烯基系(共)聚合物的殼層
本實(shí)施方式的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物將乙烯基系(共)聚合物設(shè)為殼層(如先前說明的那樣,優(yōu)選至少包含最外層的殼層由乙烯基系(共)聚合物形成)。所謂乙烯基系(共)聚合物是指,具有乙烯基的乙烯基系單體的均聚物或共聚物。形成殼層的乙烯基系(共)聚合物優(yōu)選為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高于形成核層的丙烯酸系橡膠的聚合物。
〔乙烯基系單體〕
作為形成本實(shí)施方式的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的殼層所含的乙烯基系(共)聚合物的乙烯基系單體,沒有特別限定,例如可列舉出不飽和羧酸烷基酯系單體、不飽和二羧酸酐系單體、不飽和三羧酸酐系單體、脂肪族乙烯基系單體、芳香族乙烯基系單體、氰化乙烯基系單體、馬來酰亞胺系單體、不飽和單羧酸系單體、不飽和二羧酸系單體、或不飽和三羧酸系單體等,從耐沖擊性等觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選使用不飽和羧酸烷基酯系單體或不飽和二羧酸酐系單體。乙烯基系單體可以單獨(dú)使用1種,或使用2種以上。
作為不飽和羧酸烷基酯系單體,優(yōu)選使用(甲基)丙烯酸烷基酯〔“(甲基)丙烯酸”或者“(甲基)丙烯酸酯”分別為“丙烯酸”或“甲基丙烯酸”或者“丙烯酸酯”或“甲基丙烯酸酯”本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的統(tǒng)稱?!场>唧w而言,可列舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸十八酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸氯甲酯、(甲基)丙烯酸2-氯乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥乙酯,(甲基)丙烯酸3-羥丙酯、(甲基)丙烯酸2,3,4,5,6-五羥己酯,(甲基)丙烯酸2,3,4,5-四羥戊酯、丙烯酸氨基乙酯,丙烯酸丙基氨基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸乙基氨基丙酯、甲基丙烯酸苯基氨基乙酯或甲基丙烯酸環(huán)己基氨基乙酯等,優(yōu)選為(甲基)丙烯酸甲酯,(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯等。在本實(shí)施方式中的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物含有甲基丙烯酸甲酯等不飽和羧酸烷基酯系單體作為形成殼層所含的乙烯基系(共)聚合物的乙烯基系單體的情況下,不飽和羧酸烷基酯系單體的含有比率沒有特別限定,但相對(duì)于所述的乙烯基系單體的總量,通常為80~100質(zhì)量%,優(yōu)選為90~100質(zhì)量%。
另外,作為不飽和二羧酸酐系單體,可列舉出馬來酸酐、衣康酸酐、戊烯二酸酐或檸康酸酐等。作為不飽和三羧酸酐系單體,可列舉出烏頭酸酐等。作為脂肪族乙烯基系單體,可列舉出乙烯、丙烯或丁二烯等。作為芳香族乙烯基系單體,可列舉出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、1-乙烯基萘、4-甲基苯乙烯、4-丙基苯乙烯、4-環(huán)己基苯乙烯、4-十二烷基苯乙烯、2-乙基-4-芐基苯乙烯,4-(苯基丁基)苯乙烯或鹵化苯乙烯等。作為氰化乙烯基系單體,可列舉出丙烯腈、甲基丙烯腈或乙基丙烯腈等。作為馬來酰亞胺系單體,可列舉出馬來酰亞胺、N-甲基馬來酰亞胺、N-乙基馬來酰亞胺、N-丙基馬來酰亞胺、N-異丙基馬來酰亞胺、N-環(huán)己基馬來酰亞胺、N-苯基馬來酰亞胺、N-(對(duì)溴苯基)馬來酰亞胺或N-(氯苯基)馬來酰亞胺等。作為不飽和單羧酸系單體,可列舉出(甲基)丙烯酸、油酸或蓖麻油酸等。作為不飽和二羧酸系單體,可列舉出馬來酸、馬來酸單乙酯、衣康酸、苯二甲酸等。作為不飽和三羧酸系單體,可列舉出烏頭酸等。
進(jìn)而,作為其他乙烯基系單體,可列舉出醋酸乙烯酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、丁氧基甲基丙烯酰胺、N-丙基甲基丙烯酰胺、N-乙烯基二乙基胺、N-乙?;蚁┗?、烯丙基胺、甲基烯丙基胺、N-甲基烯丙基胺、對(duì)氨基苯乙烯、2-異丙烯基-噁唑啉、2-乙烯基-噁唑啉、2-丙烯酰基-噁唑啉、2-苯乙烯基-噁唑啉、1-乙烯基碳化二亞胺或1-苯基-3-(1-苯基乙烯基)碳化二亞胺等。根據(jù)其他需要,可以使用先前說明的交聯(lián)性及/或接枝形成單體。
(具有環(huán)氧基的乙烯基系單體)
從高耐沖擊性以及高耐熱性的平衡等觀點(diǎn)考慮,本實(shí)施方式中的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的殼層所含的乙烯基系(共)聚合物特別優(yōu)選含有具有環(huán)氧基的乙烯基系單體作為形成乙烯基系(共)聚合物的乙烯基系單體。即,作為本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物,優(yōu)選含有PGA和以丙烯酸系橡膠為核層、以由含有具有環(huán)氧基的乙烯基系單體的乙烯基系單體形成的乙烯基系(共)聚合物(以下,有時(shí)稱為“具有環(huán)氧基的乙烯基系(共)聚合物”)為殼層的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的坑井挖掘用樹脂組合物。作為具有環(huán)氧基的乙烯基系單體,沒有特別限定,例如優(yōu)選使用α,β-不飽和羧酸的環(huán)氧酯(有時(shí)也稱為“縮水甘油酯”)、或者醚化合物(有時(shí)也稱為“縮水甘油醚”)。具體而言,可列舉出丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、衣康酸縮水甘油酯、衣康酸二縮水甘油酯、油酸縮水甘油酯、蓖麻油酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚、苯乙烯-4-縮水甘油醚或4-縮水甘油基苯乙烯等,甲基丙烯酸縮水甘油酯(有時(shí)也稱為“縮水甘油甲基丙烯酸酯”)優(yōu)選用作具有環(huán)氧基的乙烯基系單體。在本實(shí)施方式中,無論環(huán)氧基(有時(shí)也稱為“縮水甘油基”)的導(dǎo)入方法、導(dǎo)入量如何,都可以優(yōu)選使用具有任意的環(huán)氧基的乙烯基系單體。另外,具有環(huán)氧基的乙烯基系單體可以單獨(dú)使用1種,或使用2種以上。在本實(shí)施方式中的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物含有具有環(huán)氧基的乙烯基系單體作為形成殼層所含的乙烯基系(共)聚合物的乙烯基系單體的情況下,具有環(huán)氧基的乙烯基系單體的含有比率沒有特別限定,相對(duì)于所述的乙烯基系單體的總量,通常為0.1~30質(zhì)量%,優(yōu)選為1~15質(zhì)量%。
2-4.丙烯酸橡膠系核殼型聚合物
從進(jìn)一步提高所得的成型品的耐沖擊性的觀點(diǎn)考慮,本實(shí)施方式的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的平均粒徑(一次粒徑)優(yōu)選為0.05~1μm,更優(yōu)選為0.1~0.8μm,進(jìn)一步優(yōu)選為0.2~0.6μm。所謂核殼型聚合物的平均粒徑是通過激光衍射法測定的累積分布50%粒子徑。在核殼型聚合物中,核層與殼層的質(zhì)量比沒有特別限定,相對(duì)于核殼型聚合物整體,核層優(yōu)選為50~95質(zhì)量%,更優(yōu)選為55~93質(zhì)量%,進(jìn)一步優(yōu)選為60~90質(zhì)量%。
作為本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物中的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物,也可以通過其本身公知的方法來制作,但也可以使用市售品。作為市售品,例如可列舉出羅門哈斯公司制的“PARALOID(注冊(cè)商標(biāo))EXL-2314”(核層:以丙烯酸丁酯為主要聚合成分的丙烯酸系橡膠,殼層:以導(dǎo)入了環(huán)氧基的甲基丙烯酸甲酯為主要聚合成分的共聚物。即,屬于以丙烯酸系橡膠為核層、以具有環(huán)氧基的乙烯基系(共)聚合物為殼層的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物)、“PARALOID(注冊(cè)商標(biāo))EXL-2313”(核層:以丙烯酸丁酯為主要聚合成分的丙烯酸系橡膠,殼層:以甲基丙烯酸甲酯為主要聚合成分的共聚物)、“PARALOID(注冊(cè)商標(biāo))EXL-2315”(核層:以丙烯酸丁酯為主要聚合成分的丙烯酸系橡膠,殼層:以甲基丙烯酸甲酯為主要聚合成分的共聚物)。
對(duì)于本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物中的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的含量,可以考慮到對(duì)由該組合物形成的、井下工具構(gòu)件等坑井挖掘用成型品所要求的耐沖擊性、耐熱性、機(jī)械特性、以及坑井挖掘后根據(jù)需要進(jìn)行的去除的容易度等適當(dāng)決定,在將PGA與丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的合計(jì)設(shè)為100質(zhì)量%時(shí),優(yōu)選為2~40質(zhì)量%,更優(yōu)選為3~38質(zhì)量%,進(jìn)一步優(yōu)選為4~35質(zhì)量%,根據(jù)丙烯酸橡膠系核殼型聚合物與隨后說明的甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯系共聚物的組合為1~40質(zhì)量%,根據(jù)情況為3~35質(zhì)量%。
3.其他配合成分
在不損害本實(shí)施方式的目的的范圍,本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物可以含有鏈延長劑、穩(wěn)定劑、分解促進(jìn)劑或分解抑制劑、強(qiáng)化材料或填充劑、顏料等著色劑、增塑劑、成核劑等各種添加劑、如先前說明的其他分解性樹脂等其他樹脂材料作為其他配合成分。另外,還可以含有丙烯酸橡膠系核殼型聚合物以外的耐沖擊性改良劑(以下,有時(shí)稱為“其他耐沖擊性改良劑”)。其他配合成分的含量可以根據(jù)各自的種類以及目的等適當(dāng)決定。例如,坑井挖掘用樹脂組合物有時(shí)通過進(jìn)一步含有鏈延長劑,作為分解性樹脂的PGA的分子量變大,耐沖擊性提高。另外,坑井挖掘用樹脂組合物可以進(jìn)一步含有強(qiáng)化材料,該情況下,坑井挖掘用樹脂組合物有時(shí)形成分解性的樹脂復(fù)合材料,機(jī)械特性提高。進(jìn)而,坑井挖掘用樹脂組合物有時(shí)通過含有丙烯酸橡膠系核殼型聚合物以外的其他耐沖擊性改良劑,耐沖擊性提高。
〔其他耐沖擊性改良劑〕
在本實(shí)施方式的樹脂組合物中,作為可以與丙烯酸橡膠系核殼型聚合物一起使用的其他耐沖擊性改良劑,只要能進(jìn)一步提高坑井挖掘用樹脂組合物的耐沖擊性、并且不會(huì)使機(jī)械特性、耐熱性惡化,就沒有特別限定。
例如,作為其他耐沖擊性改良劑的組成,可以列舉出具有彈性的材料,例如各種橡膠材料或彈性體材料、具有環(huán)氧基的乙烯基系(共)聚合物等。需要說明的是,它們?cè)诟拍钌弦矊儆谄渌麡渲牧?。作為所述的各種橡膠材料或彈性體材料,具體而言,可列舉出天然橡膠、異戊二烯橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠、苯乙烯丁二烯橡膠、丙烯酸橡膠、脂肪族聚酯橡膠、氯丁橡膠、聚氨酯橡膠等天然橡膠或合成橡膠;熱塑性烯烴系彈性體(乙烯-丙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物等)、熱塑性聚酯彈性體(芳香族聚酯-脂肪族聚酯嵌段共聚物、聚酯-聚醚嵌段共聚物等)、熱塑性聚氨酯彈性體、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)等苯乙烯系熱塑性彈性體;等,作為能通過生物分解性、水解性或其他任何方法進(jìn)行化學(xué)分解的分解性的橡膠材料或彈性體材料,例如,除了脂肪族聚酯橡膠、聚氨酯橡膠、天然橡膠、異戊二烯橡膠等以外,還可列舉出含有具有水解性的官能團(tuán)的橡膠材料或彈性體材料等。另外,作為所述的具有環(huán)氧基的乙烯基系(共)聚合物,由于能確認(rèn)與丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的并用效果,因此優(yōu)選列舉出甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯系共聚物。所述的甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯系共聚物可以獲取住友化學(xué)株式會(huì)社制的BONDFAST(注冊(cè)商標(biāo))等作為市售品,已知含有各種甲基丙烯酸縮水甘油酯的含有比率的共聚物且進(jìn)一步含有醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸甲酯作為共聚成分的各種三元共聚物。作為本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物,可以相對(duì)于PGA與所述丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的合計(jì)100質(zhì)量份,優(yōu)選含有0~25質(zhì)量份、更優(yōu)選含有0~20質(zhì)量份、進(jìn)一步優(yōu)選含有1~10質(zhì)量份的甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯系共聚物。
〔鏈延長劑〕
作為鏈延長劑,可以使用以往用作PGA等分解性樹脂的鏈延長劑的化合物,例如可列舉出噁唑啉化合物、異氰酸酯化合物、碳化二亞胺化合物、碳化二亞胺改性異氰酸酯化合物、脂肪酸雙酰胺化合物、烷基取代型脂肪酸單酰胺化合物、具有三嗪骨架的1~3官能縮水甘油改性化合物、環(huán)氧化合物、酸酐、噁嗪化合物、烯酮化合物等,可以含有這些化合物的1種或組合含有2種以上。從能實(shí)現(xiàn)高耐沖擊性、并且能平衡良好地改善機(jī)械特性以及分解性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選2,2’-間亞苯基-雙-(2-噁唑啉)〔1,3-PBO:也稱為“2,2’-(1,3-亞苯基)-雙-(2-噁唑啉)”。〕等噁唑啉化合物、以及苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)等異氰酸酯化合物。
〔強(qiáng)化材料或填充劑〕
作為強(qiáng)化材料或填充劑(以下,有時(shí)統(tǒng)稱為“強(qiáng)化材料”),可以使用以往為提高機(jī)械強(qiáng)度、耐熱性而用作樹脂材料等的強(qiáng)化材料的材料,可以使用纖維狀強(qiáng)化材料、粒子狀或粉末狀強(qiáng)化材料。強(qiáng)化材料可以使用1種,或者組合使用2種以上。根據(jù)需要,強(qiáng)化材料也可以利用集束劑或表面處理劑進(jìn)行處理。
作為纖維狀強(qiáng)化材料,可列舉出玻璃纖維、碳纖維、石棉纖維、氧化硅纖維、氧化鋁纖維、氧化鋯纖維、氮化硼纖維、氮化硅纖維、硼纖維、鈦酸鉀纖維等無機(jī)纖維狀物;不銹鋼、鋁、鈦、鋼、黃銅等金屬纖維狀物;芳綸纖維、PBO纖維、超高分子量聚乙烯纖維等高強(qiáng)度/高彈性模量纖維;洋麻纖維;聚酰胺、氟樹脂、聚酯、丙烯酸樹脂等高熔點(diǎn)有機(jī)質(zhì)纖維狀物質(zhì)等。纖維狀強(qiáng)化材料是長度通常為10mm以下、優(yōu)選為1~6mm、更優(yōu)選為1.5~4mm的短纖維,另外,優(yōu)選使用無機(jī)纖維狀物,特別優(yōu)選玻璃纖維。
作為粒子狀或粉末狀強(qiáng)化材料,可以使用云母、硅石、滑石、礬土、高嶺土、硫酸鈣、碳酸鈣、氧化鈦、鐵氧體、粘土、玻璃粉、研磨纖維、氧化鋅、碳酸鎳、氧化鐵、石英粉、碳酸鎂、硫酸鋇等。粒子狀或粉末狀強(qiáng)化材料的粒徑通常為0.01~1000μm,優(yōu)選為0.05~500μm,更優(yōu)選為0.1~200μm。
〔著色劑等〕
可以使本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物含有染料、顏料等著色劑。通過使用著色劑,能獲得具有高級(jí)感、容易進(jìn)行切削加工等的坑井挖掘用樹脂組合物。作為著色劑,從耐熱性優(yōu)異方面考慮,優(yōu)選顏料。作為顏料,可以使用黃色顏料、紅色顏料、白色顏料、黑色顏料等合成樹脂技術(shù)領(lǐng)域中使用的各種色調(diào)的顏料。這些顏料中,特別優(yōu)選炭黑。作為炭黑,例如可列舉出乙炔炭黑(Acetylene black)、油爐法炭黑(Oil furnace black)、熱裂法炭黑(Thermal black)、槽法炭黑(Channel black)等。在本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物含有著色劑的情況下,按照總量基準(zhǔn),優(yōu)選含有0.001~5質(zhì)量%的著色劑,更優(yōu)選為0.01~3質(zhì)量%,進(jìn)一步優(yōu)選為0.05~2質(zhì)量%。著色劑既可以與PGA熔融混煉,也可以預(yù)先制作出著色劑的濃度高的PGA組合物(母料),再用PGA對(duì)該母料進(jìn)行稀釋,從而制備出具有所希望的著色劑濃度的坑井挖掘用樹脂組合物。
本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物可以進(jìn)一步適當(dāng)添加樹脂改良劑、碳酸鋅、碳酸鎳等模具防腐蝕劑、潤滑劑、紫外線吸收劑、氮化硼等成核劑、阻燃劑等,它們的含量和配合方法可以按照先前的說明。
4.坑井挖掘用樹脂組合物的制備
作為本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物的制備方法,可以利用通常的坑井挖掘用樹脂組合物的制備方法,通過將PGA、丙烯酸橡膠系核殼型聚合物、以及根據(jù)所需含有的其他耐沖擊性改良劑等其他配合成分(有時(shí)統(tǒng)稱為“組成成分”)一起或者分批在常溫或加熱下進(jìn)行混合來制備??梢栽诨旌蠒r(shí)賦予剪切力,另外,也可以將組成成分的全部或一部分在加熱下進(jìn)行熔融混合??紤]到處理的便利性等,可以調(diào)節(jié)顆粒。從能使本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物具有更高的耐沖擊性等的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選的是,PGA和丙烯酸橡膠系核殼型聚合物處于均勻的分散狀態(tài),為此,理想的是,在高剪切下對(duì)PGA和丙烯酸橡膠系核殼型聚合物進(jìn)行混煉。作為在高剪切下進(jìn)行混煉的裝置,可以使用雙軸混煉擠出機(jī)等。
5.坑井挖掘用樹脂組合物的耐沖擊性、機(jī)械特性、以及耐熱性
本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物含有丙烯酸橡膠系核殼型聚合物,由此,具有高耐沖擊性,同時(shí)機(jī)械特性、耐熱性優(yōu)異,其結(jié)果是,適于形成即使與坑井挖掘所使用的各種構(gòu)件接觸、碰撞也難以損傷的井下工具構(gòu)件等坑井挖掘用成型品。以下,對(duì)包含耐沖擊性的機(jī)械特性、以及耐熱性的測定方法以及評(píng)價(jià)方法進(jìn)行說明。
〔懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)〕
本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物具有高耐沖擊性,作為耐沖擊性的指標(biāo)的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)為900J/m以上。懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)是依據(jù)ASTMD256(與ISO180對(duì)應(yīng))對(duì)無缺口試驗(yàn)片進(jìn)行測定的值。即,是指對(duì)按照ASTM D256的規(guī)定制備出的長63.5mm、寬12.7mm以及厚度3.0mm的長方體形狀的試驗(yàn)片(無缺口),使用擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)(錘質(zhì)量120kg),在常溫(溫度23℃±1℃)下,對(duì)無缺口試驗(yàn)片的破壞時(shí)吸收的沖擊能量進(jìn)行測定并計(jì)算出的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(n=5的平均值。單位:J/m)。若坑井挖掘用樹脂組合物的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)小于900J/m,則耐沖擊性不足,在井下工具構(gòu)件與坑井挖掘所使用的各種構(gòu)件接觸、碰撞的情況下,恐怕會(huì)壓裂、破壞、產(chǎn)生碎片。具體而言,例如,1)在高速的移動(dòng)中,球體等井下工具構(gòu)件被破壞、或產(chǎn)生損傷(缺口);2)在球體的移動(dòng)中或?qū)⑶蝮w置于球座(井下工具構(gòu)件)時(shí),受到其他構(gòu)件等的沖擊,球體破壞(此時(shí),若在1)中產(chǎn)生缺口,則該階段的沖擊強(qiáng)度為顯著小于無缺口的沖擊強(qiáng)度的有缺口的沖擊強(qiáng)度,其結(jié)果是,變得更加容易被破壞);或者3)在將球體置于球座并施加壓力時(shí),由于存在損傷、碎片,因此在該壓力下球體恐怕會(huì)壓裂、破壞。從防止高速下的裝載等中的破壞的觀點(diǎn)考慮,本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)優(yōu)選1000J/m以上,更優(yōu)選1100J/m以上,可以說具有極高的耐沖擊性??泳诰蛴脴渲M合物的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)不特別存在上限值,大致為4000J/m以下,與不含有丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的坑井挖掘用樹脂組合物比較,大致為10倍以下。另外,相對(duì)于下面所述的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(有缺口)的大小,本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)具有15倍以上,優(yōu)選17倍以上,根據(jù)組成具有18倍以上的大小,因此,例如在由坑井挖掘用樹脂組合物形成的球體等井下工具構(gòu)件與坑井挖掘所使用的各種構(gòu)件接觸、碰撞的情況下,極難產(chǎn)生壓裂、破壞、碎片。需要說明的是,該大小的倍率的上限沒有特別限定,通常為80倍,多數(shù)情況下為50倍左右。
〔懸臂梁沖擊強(qiáng)度(有缺口)〕
需要說明的是,對(duì)于本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物而言,其對(duì)按照ASTM D256的規(guī)定制備出的所述形狀的試驗(yàn)片(有缺口),使用擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)(錘質(zhì)量40kg),在常溫(溫度23℃±1℃)下對(duì)有缺口試驗(yàn)片的破壞時(shí)吸收的沖擊能量進(jìn)行測定并計(jì)算出的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(n=5的平均值。單位:J/m)〔以下,有時(shí)稱為“懸臂梁沖擊強(qiáng)度(有缺口)”?!常瑑?yōu)選為50J/m以上,更優(yōu)選為55J/m以上,進(jìn)一步優(yōu)選為60J/m以上。懸臂梁沖擊強(qiáng)度(有缺口)不特別存在上限值,但大致為400J/m以下。
〔彎曲強(qiáng)度(最大點(diǎn)應(yīng)力)〕
通常,本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物的彎曲強(qiáng)度(最大點(diǎn)應(yīng)力)為90MPa以上,機(jī)械特性優(yōu)異,適合在高深度化等油氣資源回收的采掘條件苛刻且多樣的背景下使用。坑井挖掘用樹脂組合物的彎曲強(qiáng)度(最大點(diǎn)應(yīng)力)可以依據(jù)JIS K7171進(jìn)行測定。即,根據(jù)對(duì)按照J(rèn)IS K7171的規(guī)定制備出的試驗(yàn)片(ASTM D790試驗(yàn)片)在常溫(溫度23℃±1℃)下進(jìn)行彎曲試驗(yàn)得到的應(yīng)力-撓度曲線,測定并計(jì)算出試驗(yàn)片破斷時(shí)的最大點(diǎn)應(yīng)力(n=5的平均值。單位:MPa)。若坑井挖掘用樹脂組合物的彎曲強(qiáng)度(最大點(diǎn)應(yīng)力)小于90MPa,則在將井下工具或其構(gòu)件配置于處于高深度地下的高溫環(huán)境的坑井孔內(nèi)或者進(jìn)行穿孔、壓裂時(shí)等,井下工具或其構(gòu)件恐怕會(huì)產(chǎn)生變形或壓裂、或者產(chǎn)生破壞或碎片。從體現(xiàn)上述的功能的觀點(diǎn)考慮,坑井挖掘用樹脂組合物的彎曲強(qiáng)度(最大點(diǎn)應(yīng)力)優(yōu)選95MPa以上,更優(yōu)選100MPa以上,進(jìn)一步優(yōu)選105MPa以上,可以說機(jī)械特性極其優(yōu)異。彎曲強(qiáng)度(最大點(diǎn)應(yīng)力)不特別存在上限值,但大致為350MPa以下。
〔耐熱性〕
本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物的耐熱性優(yōu)異,適合在高深度化等油氣資源回收的采掘條件苛刻且多樣的背景下使用??泳诰蛴脴渲M合物的耐熱性可以通過以下方法來確認(rèn)。即,將按照先前在懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)的試驗(yàn)方法中說明過的方法制備出的、由坑井挖掘用樹脂組合物形成的無缺口試驗(yàn)片在溫度調(diào)整至170℃的烘箱中靜置規(guī)定時(shí)間(設(shè)為1小時(shí)、4小時(shí)以及8小時(shí))后,對(duì)無缺口試驗(yàn)片的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)進(jìn)行測定,計(jì)算出相對(duì)于在所述烘箱中靜置前的無缺口試驗(yàn)片的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)的維持率(單位:%)。如果在所述烘箱中靜置4小時(shí)后的所述維持率為70%以上,則可以說耐熱性優(yōu)異,如果在所述烘箱中靜置8小時(shí)后的所述維持率為70%以上,則可以說耐熱性極其優(yōu)異。
II.坑井挖掘用成型品
根據(jù)本實(shí)施方式,作為由本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物形成的坑井挖掘用成型品,可提供一種具有高耐沖擊性,機(jī)械特性、耐熱性優(yōu)異,并且能在坑井處理結(jié)束后根據(jù)需要容易地去除的坑井挖掘用成型品。通常,由本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物形成的坑井挖掘用成型品可以通過擠出成型、射出成型、壓縮成型(沖壓成型)等熔融成型來形成。另外,作為擠出成型,可以為使坑井挖掘用樹脂組合物熔融并從加熱賦形模具擠出,并保持?jǐn)D出時(shí)的施加了高背壓的狀態(tài)使其在冷卻賦形模具內(nèi)冷卻固化為規(guī)定形狀的固化擠出成型。本實(shí)施方式的通過熔融成型形成的坑井挖掘用成型品的形狀以及大小根據(jù)用途進(jìn)行選擇,沒有特別限定。作為形狀,可列舉出具有規(guī)定直徑的圓棒、具有規(guī)定厚度的平板、具有規(guī)定直徑以及厚度的管、以及異形截面形狀的形狀等。作為大小,直徑或厚度通常為5mm以上,根據(jù)所需可以設(shè)為10mm以上、30mm以上或50mm以上,根據(jù)用途可以設(shè)為100mm以上或120mm以上,有特別需要的情況下可以設(shè)為150mm以上。直徑或厚度的上限值沒有特別限定,通常為300mm以下。對(duì)于本實(shí)施方式的坑井挖掘用成型品,可以將保持所述的圓棒、平板、管或異形截面形狀并按照規(guī)定長度、寬度及/或形狀進(jìn)行切割或沖切等所得的坑井挖掘用成型品使用于坑井挖掘方法。例如,可列舉出作為球座(已知例如圓環(huán)狀的座等的形狀)的坑井挖掘用成型品、作為環(huán)構(gòu)件的坑井挖掘用成型品等。
〔作為二次成型品的坑井挖掘用成型品〕
另外,將通過熔融成型形成的所述的坑井挖掘用成型品設(shè)為一次成型品,根據(jù)需要對(duì)其組合進(jìn)行切削、開孔、切割等機(jī)械加工,由此得到具有規(guī)定形狀的二次成型品,也可以將其設(shè)為坑井挖掘用成型品。作為切削加工,有使用單刃刀具的車削加工、磨削加工、刨削加工、鏜削加工等。作為使用多種刀具的切削加工法,有銑削加工、螺紋切削加工、切齒加工、雕刻加工、銼削加工等,有時(shí)也包含開孔加工。作為切割加工,有利用刀具(鋸子)進(jìn)行的切割、利用磨粒進(jìn)行的切割、利用加熱和熔化進(jìn)行的切割等。除此之外,也可以應(yīng)用磨削拋光、使用刀狀刀具的沖切加工、劃線切割等塑性加工、激光加工等特殊加工法等。例如,在通過熔融成型形成的所述的坑井挖掘用成型品(一次成型品)為壁厚大的平板或圓棒的形狀的成型品的情況下,通常,將該成型品切割為適當(dāng)?shù)拇笮』蚝穸龋瑢?duì)切割后的成型品進(jìn)行磨削并修整成所希望的形狀,進(jìn)而,對(duì)必要部位進(jìn)行開孔加工,根據(jù)需要進(jìn)行精加工,由此能形成坑井挖掘用成型品(二次成型品)。需要說明的是,機(jī)械加工的順序并不限定于此。在機(jī)械加工時(shí)因摩擦熱導(dǎo)致作為機(jī)械加工用材料的固化擠出分解性樹脂成型品熔融而難以出現(xiàn)平滑的面的情況等,理想的是,一邊對(duì)切削面等進(jìn)行冷卻,一邊進(jìn)行機(jī)械加工。若因摩擦熱導(dǎo)致一次成型品過度發(fā)熱,則成為變形、著色的原因,因此,優(yōu)選將作為機(jī)械加工用材料的一次成型品或加工面控制在優(yōu)選為200℃以下、更優(yōu)選為150℃以下的溫度。
對(duì)于作為二次成型品的坑井挖掘用成型品的形狀,只要是以由本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物形成的坑井挖掘用成型品(一次成型品)為機(jī)械加工用材料,通過對(duì)該機(jī)械加工用材料進(jìn)行機(jī)械加工來形成的形狀,就沒有特別限定。例如,可以制成通過對(duì)圓棒形狀或管狀的一次成型品進(jìn)行機(jī)械加工所形成的、具有環(huán)狀或非環(huán)狀的階梯部或凸部的棒狀體、具有環(huán)狀或非環(huán)狀的凹部的棒狀體或管狀體、具有環(huán)狀或非環(huán)狀的凸緣的棒狀體或管狀體等適合于作為井下工具構(gòu)件的心軸的形狀的坑井挖掘用成型品(二次成型品)。另外,可以制成通過對(duì)圓棒形狀的一次成型品進(jìn)行機(jī)械加工所形成的、作為球體的坑井挖掘用成型品(二次成型品)??梢灾瞥赏ㄟ^對(duì)管形狀的一次成型品進(jìn)行機(jī)械加工所形成的、具有環(huán)狀或非環(huán)狀的凸緣的坑井挖掘用成型品(二次成型品)。
〔作為井下工具構(gòu)件的坑井挖掘用成型品〕
如以上說明的那樣,根據(jù)本實(shí)施方式,可提供一種由本實(shí)施方式的聚乙醇酸樹脂組合物形成的、優(yōu)選通過熔融成型直接或間接形成的作為井下工具構(gòu)件的坑井挖掘用成型品。在本實(shí)施方式中,作為井下工具構(gòu)件,例如可列舉出已知作為井下工具的壓裂塞或橋塞的構(gòu)件的心軸、滑卡、楔塊以及環(huán)等。另外,球體(密封球)、球座也屬于井下工具構(gòu)件。因此,根據(jù)本實(shí)施方式,可提供一種所述的坑井挖掘用成型品,其為選自由球體、球座、心軸、滑卡、楔塊以及環(huán)構(gòu)成的組中的井下工具構(gòu)件。
III.井下工具構(gòu)件、球體、球座、心軸、滑卡、楔塊或環(huán)
綜上所述,根據(jù)本實(shí)施方式,可提供一種由本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物形成的井下工具構(gòu)件,特別提供一種選自由球體、球座、心軸、滑卡、楔塊以及環(huán)構(gòu)成的組的所述的井下工具構(gòu)件,即,可提供一種由本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物形成的球體、球座、心軸、滑卡、楔塊或環(huán)。本實(shí)施方式的所述井下工具構(gòu)件、或者所述的球體、球座、心軸、滑卡、楔塊或環(huán)在高深度化等油氣資源回收的采掘條件苛刻且多樣的背景下,具有即使與成型加工或搬運(yùn)時(shí)、甚至與坑井挖掘時(shí)的坑井壁面、各種構(gòu)件接觸、碰撞也難以損傷的高耐沖擊性,同時(shí)機(jī)械特性、耐熱性優(yōu)異,且能在坑井處理結(jié)束后根據(jù)需要容易地去除,能有助于縮減坑井挖掘的經(jīng)費(fèi)和工序。
IV.坑井挖掘方法
根據(jù)本實(shí)施方式,可提供一種坑井挖掘方法,其使用由本實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物形成的坑井挖掘用成型品。本實(shí)施方式的坑井挖掘方法只要為使用先前說明的本實(shí)施方式的坑井挖掘用成型品的坑井挖掘方法,就沒有特別限定??商峁┮环N坑井挖掘方法,其使用本實(shí)施方式的坑井挖掘用成型品,由此在高深度化等采掘條件苛刻且多樣的背景下,具有即使與成型加工或搬運(yùn)時(shí)、甚至與坑井挖掘時(shí)的坑井壁面、各種構(gòu)件接觸、碰撞也難以損傷的高耐沖擊性,同時(shí)機(jī)械特性、耐熱性優(yōu)異,且能在坑井處理結(jié)束后根據(jù)需要容易地去除,能有助于縮減坑井挖掘的經(jīng)費(fèi)和工序。
例如,本實(shí)施方式的坑井挖掘方法具體而言為使用球體(密封球)或球座等的作為井下工具構(gòu)件的本實(shí)施方式的坑井挖掘用成型品來進(jìn)行井下的穿孔、壓裂的方法??商峁┮环N坑井挖掘方法,其使用本實(shí)施方式的坑井挖掘用成型品,由此例如井下工具構(gòu)件以呈現(xiàn)出極高的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)的方式具有即使與坑井挖掘所使用的各種構(gòu)件接觸、碰撞也難以損傷的高耐沖擊性,同時(shí)機(jī)械特性、耐熱性優(yōu)異,因此,達(dá)到縮減坑井挖掘所需的經(jīng)費(fèi)、工序的效果。進(jìn)而,可提供一種坑井挖掘方法,其使用本實(shí)施方式的井下工具構(gòu)件,由此根據(jù)需要在多樣的坑井的環(huán)境條件下通過生物分解、水解或其他方法使作為分解性樹脂的PGA分解,由此能去除井下工具構(gòu)件,因此能容易地去除井下工具,也可達(dá)到縮減坑井挖掘所需的經(jīng)費(fèi)、工序的效果。
以上,作為本發(fā)明的聚乙醇酸樹脂組合物的具體方案,(1)可提供一種坑井挖掘用樹脂組合物,其含有聚乙醇酸和以丙烯酸系橡膠為核層、以乙烯基系(共)聚合物為殼層的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物,其中,所述聚乙醇酸在溫度270℃以及剪切速度122sec-1下測定時(shí)的熔融粘度為450~1600Pa·s的范圍,分散于所述聚乙醇酸中的所述丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的平均粒子間距為0.2~2.5μm的范圍。
另外,根據(jù)本實(shí)施方式,作為坑井挖掘用樹脂組合物的具體方案,可提供以下(2)以及(3)的坑井挖掘用樹脂組合物。
(2)根據(jù)所述(1)的坑井挖掘用樹脂組合物,其中,在將所述聚乙醇酸與所述丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的合計(jì)設(shè)為100質(zhì)量%時(shí),含有所述聚乙醇酸60~98質(zhì)量%和所述丙烯酸橡膠系核殼型聚合物2~40質(zhì)量%。
(3)根據(jù)所述(1)或(2)的坑井挖掘用樹脂組合物,其中,相對(duì)于所述聚乙醇酸與所述丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的合計(jì)100質(zhì)量份,含有甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯系共聚物0~25質(zhì)量份。
進(jìn)而,根據(jù)本實(shí)施方式,(4)可提供一種坑井挖掘用成型品,其由所述(1)~(3)中任一項(xiàng)的坑井挖掘用樹脂組合物形成,另外,作為此坑井挖掘用成型品的具體方案,可提供以下(5)~(7)的坑井挖掘用成型品。
(5)根據(jù)所述(4)的坑井挖掘用成型品,其為熔融成型品。
(6)根據(jù)所述(4)或(5)的坑井挖掘用成型品,其為井下工具構(gòu)件。
(7)根據(jù)所述(6)的坑井挖掘用成型品,其為選自由球體、球座、心軸、滑卡、楔塊以及環(huán)構(gòu)成的組中的井下工具構(gòu)件。
另外,根據(jù)本實(shí)施方式,(8)可提供一種井下工具構(gòu)件,其由所述(1)~(3)中任一項(xiàng)的坑井挖掘用樹脂組合物形成,(9)可提供一種選自由球體、球座、心軸、滑卡、楔塊以及環(huán)構(gòu)成的組的所述(8)的井下工具構(gòu)件。
此外,根據(jù)本實(shí)施方式,(10)可提供一種坑井挖掘方法,其使用所述(4)~(7)中任一項(xiàng)的坑井挖掘用成型品。
根據(jù)本實(shí)施方式,可達(dá)到如下效果:能提供一種坑井挖掘用樹脂組合物,其含有聚乙醇酸和以丙烯酸系橡膠為核層、以乙烯基系(共)聚合物為殼層的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物,由此,在高深度化等油氣資源回收的采掘條件苛刻且多樣的背景下,具有即使與成型加工或搬運(yùn)時(shí)、甚至與坑井挖掘時(shí)的各種構(gòu)件接觸、碰撞也難以損傷的高耐沖擊性,同時(shí)機(jī)械特性、耐熱性優(yōu)異,且能在坑井處理結(jié)束后根據(jù)需要容易地去除,有助于縮減坑井挖掘的經(jīng)費(fèi)和工序。
另外,根據(jù)本實(shí)施方式,可達(dá)到如下效果:可提供一種坑井挖掘用成型品等,其為由所述的坑井挖掘用樹脂組合物形成的坑井挖掘用成型品或井下工具構(gòu)件、特別是選自由球體、球座、心軸、滑卡、楔塊以及環(huán)構(gòu)成的組中的井下工具構(gòu)件,由此,在高深度化等油氣資源回收的采掘條件苛刻且多樣的背景下,具有即使與成型加工或搬運(yùn)時(shí)、甚至與坑井挖掘時(shí)的各種構(gòu)件接觸、碰撞也難以損傷的高耐沖擊性,同時(shí)機(jī)械特性、耐熱性優(yōu)異,且能在坑井處理結(jié)束后根據(jù)需要容易地去除,有助于縮減坑井挖掘的經(jīng)費(fèi)和工序。
此外,根據(jù)本實(shí)施方式,可達(dá)到如下效果:可提供一種坑井挖掘方法,其為使用所述的坑井挖掘用成型品的坑井挖掘方法,由此,在高深度化等油氣資源回收的采掘條件苛刻且多樣的背景下,所述的坑井挖掘用成型品具有即使與成型加工或搬運(yùn)時(shí)、甚至與坑井挖掘時(shí)的各種構(gòu)件接觸、碰撞也難以損傷的高耐沖擊性,同時(shí)機(jī)械特性、耐熱性優(yōu)異,且能在坑井處理結(jié)束后根據(jù)需要容易地去除,由此有助于縮減坑井挖掘的經(jīng)費(fèi)和工序。
實(shí)施例
以下示出實(shí)施例以及比較例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明,但本發(fā)明并不限定于實(shí)施例。需要說明的是,以下,列舉出作為本發(fā)明的聚乙醇酸樹脂組合物的一個(gè)實(shí)施方式的坑井挖掘用樹脂組合物作為例子。實(shí)施例以及比較例中的坑井挖掘用樹脂組合物等的物性以及特性的測定方法如下。
〔熔融粘度〕
坑井挖掘用樹脂組合物所含的PGA的熔融粘度使用Capilograph〔株式會(huì)社東洋精機(jī)制作所制Capilo 1A〕在溫度270℃、剪切速度122sec-1下進(jìn)行測定(單位:Pa·s)。
〔懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)以及懸臂梁沖擊強(qiáng)度(有缺口)〕
對(duì)于坑井挖掘用樹脂組合物的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口),使用擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)(株式會(huì)社東洋精機(jī)制作所制、錘質(zhì)量120kg),依據(jù)ASTM D256(與ISO180對(duì)應(yīng)),在常溫下對(duì)無缺口試驗(yàn)片進(jìn)行測定,計(jì)算出懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)(n=5的平均值。單位:J/m)。此外,對(duì)于懸臂梁沖擊強(qiáng)度(有缺口),使用擺錘式?jīng)_擊強(qiáng)度(株式會(huì)社上島制作所制、錘質(zhì)量40kg),同樣依據(jù)ASTM D256,在常溫下對(duì)有缺口試驗(yàn)片進(jìn)行測定,由此計(jì)算得出。
〔彎曲強(qiáng)度(最大點(diǎn)應(yīng)力)〕
對(duì)于坑井挖掘用樹脂組合物的彎曲強(qiáng)度(最大點(diǎn)應(yīng)力),根據(jù)使用株式會(huì)社島津制作所制的2tAutograph AG-2000E依據(jù)JIS K7171在常溫下進(jìn)行彎曲試驗(yàn)得到的應(yīng)力-撓度曲線,測定并計(jì)算出試驗(yàn)片破斷時(shí)的最大點(diǎn)應(yīng)力(n=5的平均值。單位:MPa)。
〔耐熱性〕
坑井挖掘用樹脂組合物的耐熱性通過以下方法來確認(rèn)。即,將按照先前在懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)的試驗(yàn)方法中說明過的方法制備出的無缺口試驗(yàn)片在溫度調(diào)整至170℃的烘箱中靜置規(guī)定時(shí)間(設(shè)為1小時(shí)、4小時(shí)以及8小時(shí))后,對(duì)無缺口試驗(yàn)片的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)進(jìn)行測定,計(jì)算出相對(duì)于在所述烘箱中靜置前的無缺口試驗(yàn)片的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)的維持率(單位:%)。
〔平均粒子間距〕
在坑井挖掘用樹脂組合物中,分散于聚乙醇酸中的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的平均粒子間距通過以下方法來確認(rèn)。即,利用玻璃刀切出試樣(坑井挖掘用樹脂組合物)的注塑片后,利用金剛石刀進(jìn)行表面修整。對(duì)表面進(jìn)行Ar離子刻蝕處理后,進(jìn)行導(dǎo)電處理。對(duì)所得的表面,使用掃描型電子顯微鏡(日立高新技術(shù)公司制、商品名“SU8220”、以下簡稱為SEM),在加速電壓1kV下通過二次電子像(信號(hào):SE)進(jìn)行觀察。
根據(jù)5000倍視場的SEM圖像,對(duì)分散于聚乙醇酸中的各核殼型聚合物粒子進(jìn)行二值化。接著,采用二值化后的圖像,使用圖像解析軟件(旭化成工程公司制、商品名“A像くん”),利用分散度測量的重心間距法,測定與接近的粒子的重心間距,計(jì)算出其平均值作為平均粒子間距。需要說明的是,凝聚后的核殼型聚合物粒子被視為1個(gè)個(gè)體。
(1)耐沖擊性等
[實(shí)施例1]
將96質(zhì)量%的PGA(株式會(huì)社吳羽制;在溫度270℃、剪切速度122sec-1下測定時(shí)的熔融粘度1000Pa·s;重均分子量219000)、以及4質(zhì)量%的作為耐沖擊性改良劑的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物(羅門哈斯公司制的PARALOID(注冊(cè)商標(biāo))EXL-2314、平均粒徑0.37μm。以下,有時(shí)稱為“丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A”)(PGA與丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A的合計(jì)為100質(zhì)量%),使用L/D=30的混煉擠出機(jī)(株式會(huì)社東洋精機(jī)制作所制的2D30W2),在溫度230℃下混合5分鐘后,使用射出成型機(jī)制作物性以及特性測定用試樣,得到坑井挖掘用樹脂組合物。對(duì)于所得的坑井挖掘用樹脂組合物,進(jìn)行懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)、懸臂梁沖擊強(qiáng)度(有缺口)以及彎曲強(qiáng)度(最大點(diǎn)應(yīng)力)(以下,有時(shí)統(tǒng)稱為“耐沖擊性等”)的測定以及計(jì)算。將結(jié)果與坑井挖掘用樹脂組合物的組成一起在表1中示出。另外,對(duì)所得的坑井挖掘用樹脂組合物,使用SEM查看了PGA中的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的分散狀態(tài),其結(jié)果可知以一次粒子的形式均勻分散。根據(jù)5000倍視場的SEM圖像計(jì)算出分散于PGA中的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的平均粒子間距,將結(jié)果在表1中示出。需要說明的是,在表1中,將“丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A”簡記為“A”(以下同樣)。
[實(shí)施例2]
除了將坑井挖掘用樹脂組合物的組成變更為92質(zhì)量%的PGA以及8質(zhì)量%的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A(PGA與丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A的合計(jì)為100質(zhì)量%)之外,與實(shí)施例1同樣地,得到坑井挖掘用樹脂組合物。對(duì)所得的坑井挖掘用樹脂組合物,進(jìn)行耐沖擊性等的測定以及計(jì)算。將結(jié)果與坑井挖掘用樹脂組合物的組成一起在表1中示出。
[實(shí)施例3]
除了將坑井挖掘用樹脂組合物的組成變更為90質(zhì)量%的PGA以及10質(zhì)量%的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A(PGA與丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A的合計(jì)為100質(zhì)量%)之外,與實(shí)施例1同樣地,得到坑井挖掘用樹脂組合物。對(duì)所得的坑井挖掘用樹脂組合物,進(jìn)行耐沖擊性等的測定以及計(jì)算。將結(jié)果與坑井挖掘用樹脂組合物的組成一起在表1中示出。另外,對(duì)所得的坑井挖掘用樹脂組合物,與實(shí)施例1同樣地查看了PGA中的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的分散狀態(tài),其結(jié)果可知以一次粒子的形式均勻分散。與實(shí)施例1同樣地,計(jì)算出分散于PGA中的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的平均粒子間距,將結(jié)果在表1中示出。
[實(shí)施例4]
除了將坑井挖掘用樹脂組合物的組成變更為87質(zhì)量%的PGA以及13質(zhì)量%的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A(PGA與丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A的合計(jì)為100質(zhì)量%)之外,與實(shí)施例1同樣地,得到坑井挖掘用樹脂組合物。對(duì)所得的坑井挖掘用樹脂組合物,進(jìn)行耐沖擊性等的測定以及計(jì)算。將結(jié)果與坑井挖掘用樹脂組合物的組成一起在表1中示出。
[實(shí)施例5]
除了將坑井挖掘用樹脂組合物的組成變更為80質(zhì)量%的PGA以及20質(zhì)量%的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A(PGA與丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A的合計(jì)為100質(zhì)量%)之外,與實(shí)施例1同樣地,得到坑井挖掘用樹脂組合物。對(duì)所得的坑井挖掘用樹脂組合物,進(jìn)行耐沖擊性等的測定以及計(jì)算。將結(jié)果與坑井挖掘用樹脂組合物的組成一起在表1中示出。
[實(shí)施例6]
除了將坑井挖掘用樹脂組合物的組成變更為75質(zhì)量%的PGA以及25質(zhì)量%的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A(PGA與丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A的合計(jì)為100質(zhì)量%)之外,與實(shí)施例1同樣地,得到坑井挖掘用酸樹脂組合物。對(duì)所得的坑井挖掘用樹脂組合物,進(jìn)行耐沖擊性等的測定以及計(jì)算。將結(jié)果與坑井挖掘用樹脂組合物的組成一起在表1中示出。
[實(shí)施例7]
除了替代丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A,使用了丙烯酸系核殼型聚合物(羅門哈斯公司制的PARALOID(注冊(cè)商標(biāo))EXL2313。以下,有時(shí)稱為“丙烯酸系核殼型聚合物B”?!持猓c實(shí)施例1同樣地,得到坑井挖掘用樹脂組合物(PGA與丙烯酸系核殼型聚合物B的合計(jì)為100質(zhì)量%)。對(duì)所得的坑井挖掘用樹脂組合物,進(jìn)行耐沖擊性等的測定以及計(jì)算。將結(jié)果與坑井挖掘用樹脂組合物的組成一起在表1中示出。需要說明的是,在表1中,將“丙烯酸系核殼型聚合物B”簡記“B”。
[實(shí)施例8]
除了替代丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A,使用了丙烯酸系核殼型聚合物(羅門哈斯公司制的PARALOID(注冊(cè)商標(biāo))EXL2315。以下,有時(shí)稱為“丙烯酸系核殼型聚合物C”?!持?,與實(shí)施例1同樣地,得到坑井挖掘用樹脂組合物(PGA與丙烯酸系核殼型聚合物C的合計(jì)為100質(zhì)量%)。對(duì)所得的坑井挖掘用樹脂組合物,進(jìn)行耐沖擊性等的測定以及計(jì)算。將結(jié)果與坑井挖掘用樹脂組合物的組成一起在表1中示出。需要說明的是,在表1中,將“丙烯酸系核殼型聚合物C”簡記“C”。
[實(shí)施例9]
以相對(duì)于實(shí)施例1的坑井挖掘用樹脂組合物100質(zhì)量份,含有甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯系共聚物〔住友化學(xué)株式會(huì)社制的BONDFAST(注冊(cè)商標(biāo))2B〕1質(zhì)量份的方式,混合規(guī)定量的PGA、丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A以及甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯系共聚物,與實(shí)施例1同樣地,制備出坑井挖掘用樹脂組合物。需要說明的是,所使用的甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯系共聚物為甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯-醋酸乙烯酯的三元共聚物。對(duì)所得的坑井挖掘用樹脂組合物,進(jìn)行耐沖擊性等的測定以及計(jì)算。將結(jié)果與坑井挖掘用樹脂組合物的組成一起在表1中示出。
[實(shí)施例10]
以相對(duì)于實(shí)施例1的坑井挖掘用樹脂組合物100質(zhì)量份,含有甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯系共聚物〔住友化學(xué)株式會(huì)社制的BONDFAST(注冊(cè)商標(biāo))2B〕5質(zhì)量份的方式,混合規(guī)定量的PGA、丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A以及甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯系共聚物,與實(shí)施例1同樣地,制備出坑井挖掘用樹脂組合物。需要說明的是,所使用的甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯系共聚物為甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯-醋酸乙烯酯的三元共聚物。對(duì)所得的坑井挖掘用樹脂組合物,進(jìn)行耐沖擊性等的測定以及計(jì)算。將結(jié)果與坑井挖掘用樹脂組合物的組成一起在表1中示出。
[實(shí)施例11]
以相對(duì)于實(shí)施例1的坑井挖掘用樹脂組合物100質(zhì)量份,含有甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯系共聚物〔住友化學(xué)株式會(huì)社制的BONDFAST(注冊(cè)商標(biāo))2B〕20質(zhì)量份的方式,混合規(guī)定量的PGA、丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A以及甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯系共聚物,與實(shí)施例1同樣地,制備出坑井挖掘用樹脂組合物。需要說明的是,所使用的甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯系共聚物為甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯-醋酸乙烯酯的三元共聚物。對(duì)所得的坑井挖掘用樹脂組合物,進(jìn)行耐沖擊性等的測定以及計(jì)算。將結(jié)果與坑井挖掘用樹脂組合物的組成一起在表1中示出。
[比較例1]
除了將組成變更為由100質(zhì)量%的PGA形成的物質(zhì)(不含有丙烯酸橡膠系核殼型聚合物)之外,與實(shí)施例1同樣地,得到由PGA形成的樹脂組合物。對(duì)所得的由PGA形成的樹脂組合物,進(jìn)行耐沖擊性等的測定以及計(jì)算。將結(jié)果與組成一起在表1中示出。
[比較例2]
除了將組成變更為由熔融粘度1Pa·s(重均分子量63000)的PGA形成的物質(zhì)之外,與實(shí)施例1同樣地,得到由PGA形成的樹脂組合物。對(duì)所得的由PGA形成的樹脂組合物,進(jìn)行耐沖擊性等的測定以及計(jì)算。將結(jié)果與組成一起在表1中示出。
[比較例3]
除了將組成變更為由熔融粘度230Pa·s(重均分子量155000)的PGA形成的物質(zhì)之外,與實(shí)施例1同樣地,得到由PGA形成的樹脂組合物。對(duì)所得的由PGA形成的樹脂組合物,進(jìn)行耐沖擊性等的測定以及計(jì)算。將結(jié)果與組成一起在表1中示出。另外,對(duì)所得的坑井挖掘用樹脂組合物,與實(shí)施例1同樣地研究了PGA中的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的分散狀態(tài),其結(jié)果可知存在二次粒子以上的凝聚體。與實(shí)施例1同樣地,計(jì)算出分散于PGA中的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的平均粒子間距,將結(jié)果在表1中示出。
[比較例4]
除了將組成變更為由99質(zhì)量%的PGA以及1質(zhì)量%的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A形成的物質(zhì)之外,與實(shí)施例1同樣地,得到由PGA形成的樹脂組合物。對(duì)所得的由PGA形成的樹脂組合物,進(jìn)行耐沖擊性等的測定以及計(jì)算。將結(jié)果與組成一起在表1中示出。另外,對(duì)所得的坑井挖掘用樹脂組合物,使用SEM研究了PGA中的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的分散狀態(tài),其結(jié)果可知以一次粒子的形式均勻分散。根據(jù)5000倍視場的SEM圖像計(jì)算出分散于PGA中的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的平均粒子間距,將結(jié)果在表1中示出。
[比較例5]
將96質(zhì)量%的PGA(株式會(huì)社吳羽制;在溫度270℃、剪切速度122sec-1下測定時(shí)的熔融粘度1000Pa·s;重均分子量219000)、以及4質(zhì)量%的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A(PGA與丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A的合計(jì)為100質(zhì)量%),使用L/D=25的混煉擠出機(jī)(株式會(huì)社東洋精機(jī)制作所的2D25S),在溫度230℃下混合3分鐘后,使用射出成型機(jī)制作物性以及特性測定用試樣,得到坑井挖掘用樹脂組合物。對(duì)所得的坑井挖掘用樹脂組合物,進(jìn)行耐沖擊性等的測定以及計(jì)算。將結(jié)果與組成一起在表1中示出。另外,對(duì)所得的坑井挖掘用樹脂組合物,與實(shí)施例1同樣地研究了PGA中的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的分散狀態(tài),其結(jié)果可知存在二次粒子以上的凝聚體。與實(shí)施例1同樣地,計(jì)算出分散于PGA中的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的平均粒子間距,將結(jié)果在表1中示出。
〔評(píng)價(jià)〕
上述的實(shí)施例1~11以及比較例1~5的結(jié)果通過以下方法進(jìn)行了評(píng)價(jià)。即,對(duì)于上述的實(shí)施例1~11以及比較例1~5中的“懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)”、“懸臂梁沖擊強(qiáng)度(有缺口)”以及“彎曲強(qiáng)度”,分別基于以下判斷基準(zhǔn),判斷了它們的適合性。然后,若在“懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)”、“懸臂梁沖擊強(qiáng)度(有缺口)”以及“彎曲強(qiáng)度”的所有項(xiàng)目中判斷為適合,則評(píng)價(jià)為“○”;若在任一項(xiàng)目中判斷為不適合,則評(píng)價(jià)為“×”。將結(jié)果在表1中示出。
(判斷基準(zhǔn))
·懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口):若為1100J/m以上,則判斷為“懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)適合”。
·懸臂梁沖擊強(qiáng)度(有缺口):若為50J/m以上,則判斷為“懸臂梁沖擊強(qiáng)度(有缺口)適合”。
·彎曲強(qiáng)度:若為100MPa以上,則判斷為“彎曲強(qiáng)度適合”。
[表1]
根據(jù)表1可知:由于含有PGA和丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的實(shí)施例1~11的坑井挖掘用樹脂組合物的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)大于1100J/m,并且懸臂梁沖擊強(qiáng)度(有缺口)大于60J/m,因此具有極高的耐沖擊性,進(jìn)而,由于彎曲強(qiáng)度(最大點(diǎn)應(yīng)力)大于100MPa,因此機(jī)械特性優(yōu)異。
可知:特別是含有PGA和以丙烯酸系橡膠為核層、以具有環(huán)氧基的乙烯基系(共)聚合物為殼層的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的實(shí)施例1~6的坑井挖掘用樹脂組合物能通過調(diào)整丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的含量來制成具有特別高的耐沖擊性、機(jī)械特性優(yōu)異的物質(zhì)。另外,可知:含有丙烯酸橡膠系核殼型聚合物、以及甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯系共聚物的實(shí)施例9~11的坑井挖掘用樹脂組合物也同樣能制成具有特別高的耐沖擊性、機(jī)械特性優(yōu)異的物質(zhì)。
相對(duì)于此,可知:不含有丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的比較例1的由PGA形成的樹脂組合物的彎曲強(qiáng)度(最大點(diǎn)應(yīng)力)大于100MPa,因此可以說機(jī)械特性優(yōu)異,但懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)小于900J/m,并且懸臂梁沖擊強(qiáng)度(有缺口)小于50J/m,因此耐沖擊性低。
另外,可知:PGA熔融粘度極低的比較例2的由PGA形成的樹脂組合物的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)小于900J/m,并且懸臂梁沖擊強(qiáng)度(有缺口)小于50J/m,以及彎曲強(qiáng)度(最大點(diǎn)應(yīng)力)為100MPa以下,因此耐沖擊性低、機(jī)械特性不足。
進(jìn)而,可知:PGA熔融粘度低的比較例3的由PGA形成的樹脂組合物的彎曲強(qiáng)度(最大點(diǎn)應(yīng)力)大于100MPa,因此可以說機(jī)械特性優(yōu)異,但懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)小于900J/m,并且懸臂梁沖擊強(qiáng)度(有缺口)小于50J/m,因此耐沖擊性低。
進(jìn)而,可知:作為耐沖擊性改良劑的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A的添加量極少的比較例4的由PGA形成的樹脂組合物的彎曲強(qiáng)度(最大點(diǎn)應(yīng)力)大于100MPa,因此可以說機(jī)械特性優(yōu)異。然而,雖然懸臂梁沖擊強(qiáng)度(有缺口)為50J/m以上,但懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)小于900J/m,因此耐沖擊性低。
進(jìn)而,可知:混煉擠出機(jī)為LD=25的比較例5的由PGA形成的樹脂組合物的彎曲強(qiáng)度(最大點(diǎn)應(yīng)力)大于100MPa,因此可以說機(jī)械特性優(yōu)異。然而,雖然懸臂梁沖擊強(qiáng)度(有缺口)為50J/m以上,但懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)小于900,因此耐沖擊性低。需要說明的是,可以認(rèn)為:這是由于將混煉擠出機(jī)設(shè)為LD=25的低剪切,由此作為耐沖擊性改良劑的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的分散性變差。
(2)耐熱性
[實(shí)施例12]
對(duì)含有丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A的實(shí)施例1的坑井挖掘用樹脂組合物(以下,有時(shí)稱為“實(shí)施例12的坑井挖掘用樹脂組合物”),作為耐熱性的測定,測定出懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口),計(jì)算出維持率(單位:%)。將在溫度調(diào)整至170℃的烘箱中靜置的各時(shí)間(以下,有時(shí)稱為“處理時(shí)間”)的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)和維持率(單位:%)在表2中示出。
[實(shí)施例13]
對(duì)含有丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A以及甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯系共聚物的實(shí)施例10的坑井挖掘用樹脂組合物(以下,有時(shí)稱為“實(shí)施例13的坑井挖掘用樹脂組合物”),與實(shí)施例12同樣地進(jìn)行了耐熱性的測定。將各處理時(shí)間的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)和維持率(單位:%)在表2中示出。
[比較例6]
除了替代丙烯酸橡膠系核殼型聚合物,使用了丁二烯系核殼型聚合物(羅門哈斯公司制的PARALOID(注冊(cè)商標(biāo))EXL2650J〕之外,與實(shí)施例12同樣地,得到含有PGA的樹脂組合物(以下,有時(shí)稱為“比較例6的樹脂組合物”)(PGA與丁二烯系核殼型聚合物的合計(jì)為100質(zhì)量%)。需要說明的是,丁二烯系核殼型聚合物是以丁二烯/苯乙烯共聚物為核層、以甲基丙烯酸甲酯聚合物為殼層的核殼型聚合物,而并非以丙烯酸系橡膠為核層,因此不屬于丙烯酸橡膠系核殼型聚合物。對(duì)所得的含有PGA的樹脂組合物,與實(shí)施例12同樣地進(jìn)行了耐熱性的測定。將各處理時(shí)間的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)和維持率(單位:%)在表2中示出。
[比較例7]
對(duì)不含有丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的比較例1的由PGA形成的樹脂組合物(以下,有時(shí)稱為“比較例7的樹脂組合物”),與實(shí)施例12同樣地進(jìn)行了耐熱性的測定。將各處理時(shí)間的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)和維持率(單位:%)在表2中示出。
[表2]
根據(jù)表2可知:含有PGA和丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A的實(shí)施例12以及13的坑井挖掘用樹脂組合物在溫度調(diào)整至170℃的烘箱中靜置前的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)大于1100J/m,同時(shí)即使在所述烘箱中靜置8小時(shí)也具有大于80%的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)的維持率,因此耐熱性極其優(yōu)異。可知:特別是含有丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A、以及甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯系共聚物的實(shí)施例13的坑井挖掘用樹脂組合物在所述烘箱中靜置前的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)大于2000J/m,同時(shí)即使在所述烘箱中靜置8小時(shí)也具有大于110%的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)的維持率。因此,可知:通過并用丙烯酸橡膠系核殼型聚合物A和甲基丙烯酸縮水甘油酯-乙烯系共聚物,能實(shí)現(xiàn)耐熱性的顯著提高。
相對(duì)于此,可知:含有不屬于丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的丁二烯系核殼型聚合物的核殼型聚合物的比較例6的含有PGA的樹脂組合物在所述烘箱中靜置前的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)大于1100J/m,但通過在該烘箱中靜置4小時(shí)或8小時(shí),懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)的維持率顯著降低至24%或14%,特別是通過靜置8小時(shí),即使與不含有丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的比較例7的由PGA形成的樹脂組合物相比,懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)也變小,因此耐熱性并不優(yōu)異。另外,可知:不含有丙烯酸橡膠系核殼型聚合物的比較例7的由PGA形成的樹脂組合物不僅在所述烘箱中靜置前的懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)小于900J/m,而且通過在該烘箱中靜置1小時(shí),懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)的維持率也小于50%,并且懸臂梁沖擊強(qiáng)度(無缺口)小于500J/m,因此不具有高耐沖擊性,同時(shí)耐熱性也并不優(yōu)異。
工業(yè)上的可利用性
本發(fā)明能提供一種聚乙醇酸樹脂組合物、以及井下工具構(gòu)件等坑井挖掘用成型品,其中,所述聚乙醇酸樹脂組合物的特征在于,含有PGA和以丙烯酸系橡膠為核層、以乙烯基系(共)聚合物為殼層的丙烯酸橡膠系核殼型聚合物,由此,在高深度化等油氣資源回收的采掘條件苛刻且多樣的背景下,具有即使與成型加工或搬運(yùn)時(shí)、甚至與坑井挖掘時(shí)的各種構(gòu)件接觸、碰撞也難以損傷的高耐沖擊性,同時(shí)機(jī)械特性、耐熱性優(yōu)異,且能在坑井處理結(jié)束后根據(jù)需要容易地去除,有助于縮減坑井挖掘的經(jīng)費(fèi)和工序,因此工業(yè)上的可利用性高。
此外,本發(fā)明能提供一種坑井挖掘方法,其使用所述的坑井挖掘用成型品,由此,所述的坑井挖掘用成型品具有即使與成型加工或搬運(yùn)時(shí)、甚至與坑井挖掘時(shí)的各種構(gòu)件接觸、碰撞也難以損傷的高耐沖擊性,同時(shí)機(jī)械特性、耐熱性優(yōu)異,且能在坑井處理結(jié)束后根據(jù)需要容易地去除,由此有助于縮減坑井挖掘的經(jīng)費(fèi)和工序,因此工業(yè)上的可利用性高。