[发明专利]含氟弹性体

说明书

本申请要求于2010年10月15日提交的欧洲申请号EP10187722.3的优先权，出于所有的目的该申请的全部内容通过引用结合在此。

技术领域

本发明涉及具有改进的机械特性和耐化学性的含氟弹性体，以及它们在制造适合于石油和天然气工业的成型物品中的用途。

背景技术

自若干年以来，基于偏二氟乙烯的含氟弹性体已经成功地在能源、石油和天然气工业中找到应用，是因为它们在一个宽的温度操作窗口中出色的机械特性以及它们的耐化学性。因此，它们已经在多种装置中被用作密封件或柔性部件，像值得注意地是，阀(球阀、止回阀、控制阀)，分离装置，连接器系统，测量、计量以及监控装置，井下维修工具以及类似物。

随着石油供给缺乏，钻孔操作必须进入越来越恶劣的环境；随着越来越多的化学物被注入，更高的压力以及更高的井底温度，再与所有组件的更长预期寿命的持续需要相结合，对具有改善的性能的密封件存在一种持续的需要。

要解决的这些挑战之一是爆炸减压(E.D.)的问题：这个术语被用来包括一个弹性体部件在极端高压下暴露在一种流体中之后发生的情况；例如当一个高压阀突然被打开或一个柔性天然气管被切断时，发生这些情况。当流体压力突然降低时，可能导致起泡、内部开裂以及分裂形式的结构故障。实际上，从一个更小或更大的程度上说，一个系统的弹性体部件对流体的渗透和扩散敏感，并且更具体地说，气体通过它们的表面溶解。随着时间，这些部件将变成对所述流体饱和：只要该弹性体的内部气体压力保持与环境压力平衡，存在对该弹性体部件的性能的最小损害(如果有的话)以及不退化-除非由其他因素引起，如化学或热降解或通过挤压损害。

然而，当外部气体压力被去除或发生压力波动时，在该弹性体部件的内部和表面产生大的压力梯度，并且在所述部件内的扩散气体发生膨胀并且朝该表面移动。如果所述梯度超过该部件的双轴膨胀能力，断裂或破裂将通过裂缝的形成以及起泡的生长而发生。

由于它们在以上提到的情况中的行为，以及由于传统含氟弹性体等级的较为不良性能，氢化丁腈橡胶被鉴定为用于在有关E.D.是关键问题的使用领域的选择材料；然而，这些材料受制于更窄的操作窗口，特别是在温度超过200℃下的不良性能以及相对于某些化合物不良的耐化学性。

为了满足E.D.的挑战，而且也为了保证更高的连续工作温度(通常超过200℃)，并且为了耐受更宽范围的化学物，要求以下的含氟弹性体，该含氟弹性体拥有改善的耐化学性以及机械特性(特别是在高温下)，同时仍拥有出色的密封能力，此外能确保对爆炸降压的所要求的的耐受性。

另一方面，已经在先前说明了拥有较高分子量的含氟弹性体。更具体地说，EP 0967248 A(奥塞蒙特公司)23/06/1998在它的实例3B中披露了一种VDF/HFP/TFE三聚物(53.5％摩尔、HFP23.5％摩尔、TFE23％摩尔)，该三聚物包括衍生自双-烯烃的重复单元以及衍生自使用1，6-二碘全氟己烷作为链转移剂(碘含量＝0.19％wt)的碘化的端链，这种三聚物拥有对于ASTM D1646在(1+10)@121℃下80门尼单位的门尼粘度(ML)。这种组分在一种进一步包括低门尼和中门尼部分的多峰分子量组合物中被用作高门尼部分，以便产生具有37门尼的化合物。表面上，高门尼含氟弹性体通常被用来配制含氟弹性体组合物混合低分子量材料，以便确保足够的加工性。然而，这些组合物在100℃或更高的温度下已经失去它们的机械性能，从而使得它们不能满足石油和天然气要求。

发明概述

本申请人现在已经出人意料地发现了符合石油和天然气工业的所有上述要求(包括爆炸降压)，并且可以在标准机器设备中以合理的生产量比率容易地被加工来产生固化部件的某些过氧化物可固化的含氟弹性体。

因此，本发明的一个目的是一种含氟弹性体[含氟弹性体(A)]，该含氟弹性体包括：

衍生自偏二氟乙烯(VDF)的重复单元；

＞衍生自六氟丙烯(HFP)的重复单元；

衍生自具有以下通式的至少一种双-烯烃[双-烯烃(OF)]的重复单元：