制备高温聚合物涂层的方法
【专利说明】制备高温聚合物涂层的方法
[0001] 交叉参考的相关申请
[0002] 本申请要求2012年11月28日提交的美国申请13/686966的权益，其在此整体引 入作为参考。
[0003] 发明背景
[0004] 环境例如油田中的油井或气井或者海面下环境、地热钻井、二氧化碳封存孔、炼制 装置、流体和气体传输管线和容器以及其他这样的表面和井下环境，会将这些环境中所用 的装置暴露于温度、压力或腐蚀性的苛刻条件。例如，装置如封隔器、防喷器、钻探电动机、 钻探头、管线等会暴露于以下条件：影响元件和工具的完整性或性能，和具体地，由塑料或 金属制作的这些工具的组件的性能。
[0005] 具有热、机械和阻挡性能的塑料和金属组件被用于这样的环境中，该环境具有多 种这样不同的和挑战性的条件。但是这些组件会被这些环境中存在的高温、腐蚀性或亲脂 性条件损坏。在制品具有橡胶、塑料或金属部件的情况中，环境条件会通过与这种环境中存 在的烃油、水、盐水、酸或其他材料接触，而引起例如溶胀或腐蚀。这种接触会弱化元件的结 构完整性，或者使得元件具有差的尺寸稳定性，导致难以放置、激活或移除该元件。
[0006] 用于改善对于这种组件的环境影响的方法和材料方面的进展是工业上乐于接受 的。
【发明内容】
[0007] 在一个实施方案中，现有技术的上述和其他不足通过一种涂覆基底的方法来克 月艮，该方法包括：用多个颗粒撞击基底，以使得该颗粒附着到该基底，该颗粒包含聚苯基聚 合物；将该颗粒结合到基底以形成覆层；和交联该覆层中的颗粒，以用交联的聚合物涂层 涂覆该基底。
[0008] 在另一实施方案中，一种制品，其包括：基底；和结合到该基底的交联的聚合物涂 层；其中该交联的聚合物涂层是将聚苯硫醚、聚苯砜、自增强聚亚苯基、聚芳基醚酮或其组 合在该基底表面上交联的产物。
【具体实施方式】
[0009] 在此提出的对于一种或多种一个或多个实施方案的详细说明是示例性的，而非限 制性的。
[0010] 已经发现，结合到基底的交联的聚合物涂层具有有利的材料性能，其保护该基底 防止由于局部环境条件引起的劣化或变化。该交联的聚合物涂层是阻挡层，其是耐久的以 及热稳定和化学稳定的。此外，该交联的聚合物涂层在不同的基底上无缺陷地形成。这里 用于形成交联的聚合物涂层的方法是快速和有效的。此外，该方法产生受控厚度的交联的 聚合物涂层，并且其具有优异的性能例如耐化学品性，对于流体（气体或液体）的阻挡性， 基底附着性，在升高的温度的机械性能保持性，耐刮擦性和高回弹性以从基底上剥离。
[0011] 在一个实施方案中，一种涂覆基底的方法包括用多个颗粒（其包含聚苯基聚合 物）撞击基底，以使得该颗粒附着到基底，将该颗粒结合到基底以形成覆层，和交联该覆层 中的颗粒，以用交联的聚合物涂层涂覆该基底。
[0012] 该颗粒包含例如聚苯基聚合物。作为此处使用的，术语"聚苯基聚合物"指的是这 样的聚合物，其在该聚合物的主链中具有苯基、取代的苯基或者具有任选的酮基的苯基和 杂原子（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)、自增强 聚亚苯基（SRP)、聚芳基醚酮（PAEK)、其交联产物、其组合等。
[0013] SRP可以具有重复单元，其包括1，3-亚苯基、苯甲酰-1，4-亚苯基、苯氧基-苯甲 酰-1，4-亚苯基、其衍生物或者其组合。该重复单元的苯环可以是取代的。在一个实施方 案中，1，3-亚苯基重复单元具有式（1)的结构：
[0014]
【主权项】
1. 涂覆基底的方法，该方法包括： 用多个颗粒撞击基底，以使得该颗粒附着到该基底，该颗粒包含聚苯基聚合物； 将该颗粒结合到基底以形成覆层；和 交联该覆层中的颗粒，以用交联的聚合物涂层涂覆该基底。
2. 根据权利要求1所述的方法，其进一步包括将该基底加热到有效交联该聚苯基聚合 物的温度。
3. 根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在形成该交联的聚合物涂层之后，后固 化该交联的聚合物涂层。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中交联和后固化独立地进行0. 5分钟-60分钟的时
5. 根据权利要求1所述的方法，其中该颗粒进一步包含交联剂，该交联剂包含硫、过氧 化合物、金属过氧化物、金属氧化物或者其组合。
6. 根据权利要求5所述的方法，其进一步包括在用该颗粒撞击该基底之前，用该交联 剂交联该聚苯基聚合物。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中该交联剂的存在量是0. 5wt% -10wt%，基于该聚 苯基聚合物的重量计。
8. 根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在撞击该基底之前加热该颗粒，其中加 热到这样的温度，其大于该聚苯基聚合物的熔融温度和小于该聚苯基聚合物的分解温度。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中加热该颗粒在有效交联该聚合物的温度进行。
10. 根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在用该颗粒撞击该基底之前，用电场加 速该颗粒。
11. 根据权利要求1所述的方法，其进一步包括旋转该基底，以诱导该颗粒撞击该基 底。
12. 根据权利要求1所述的方法，其中该聚苯基聚合物包括聚苯硫醚、聚苯砜、自增强 聚亚苯基、聚芳基醚酮、其交联产物或者其组合。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中该自增强聚亚苯基包含重复单元，该重复单元 包括苯甲酰-1，4-亚苯基、1，3-亚苯基、苯氧基苯甲酰-1，4-亚苯基或者其组合。
14. 根据权利要求1所述的方法，其中该颗粒进一步包含添加剂，该添加剂包括纳米 填料、二氧化硅、玻璃纤维、碳纤维、炭黑、颜料、染料、稳定剂、流动改进剂、增塑剂或者其组 合。
15. 根据权利要求1所述的方法，其中该基底包括金属、聚合物、陶瓷、玻璃、纸、木材或 者其组合。
16. 根据权利要求1所述的方法，其中该交联的聚合物涂层的厚度是10 y m-3000 y m。
17. 根据权利要求1所述的方法，其中该交联的聚合物涂层是流体不可透过，该流体包 括酸、碱、气体、完井流体、油、极性溶剂、非极性溶剂或者其组合。
18. 根据权利要求1所述的方法，其中该交联的聚合物涂层的分解温度大于400°C。
19. 制品，其包括： 基底；和 结合到该基底的交联的聚合物涂层； 其中该交联的聚合物涂层是将聚苯硫醚、聚苯砜、自增强聚亚苯基或者其组合在基底 表面上交联的产物。
20.根据权利要求19所述的制品，其中该制品包括井下工具、管、管线、流动控制装置、 过滤器、膜、筛砂器、发动机罩、筛网、片材、封隔器元件、防喷器元件、潜水泵电动机保护袋、 传感器保护器、抽油杆、O形环、T形环、垫圈、泵轴密封件、管密封件、阀门密封件、用于电组 件的密封件、用于电组件的绝缘体、用于钻探电动机的密封件或者其组合。
【专利摘要】一种涂覆基底的方法，包括用多个颗粒撞击基底，以使得该颗粒附着到基底，将该颗粒结合到基底上以形成覆层，和交联该覆层中的颗粒，以用交联的聚合物涂层涂覆该基底。该颗粒包含聚苯基聚合物。一种制品，包括基底，和结合到该基底的交联的聚合物涂层。该交联的聚合物涂层是将聚苯硫醚、聚苯砜、自增强的聚亚苯基或者其组合在基底表面上交联的产物。
【IPC分类】C23C30-00, B32B15-08
【公开号】CN104812941
【申请号】CN201380061021
【发明人】J·任, D·格拉德
【申请人】贝克休斯公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2013年10月24日
【公告号】CA2891319A1, EP2925906A1, US8962096, US20140147609, WO2014084994A1