[发明专利]氟聚合物管

说明书

本申请要求于2012年3月26日提交的欧洲申请号12161236.0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

本发明涉及一种包括至少一个氟聚合物层的管以及所述管在热交换器中和在包括钻井作业的井下作业中的用途。

背景技术

衍生自四氟乙烯(TFE)和全氟烷基乙烯基醚(PAVE)的氟聚合物已经由于它们的高化学惰性、高熔点、高工作温度以及热稳定性，找到广泛应用如处理容器、储罐、管、阀门和接头的涂层和内衬。

具体地，管典型地是用于输送通常高于100℃、优选地高于200℃(这取决于应用)的温度下的油和气体。例如，在钻井作业中使用的管道需要承受高温和高压，这取决于在哪儿钻井以及钻多深。钻井作业确实涉及越来越深的井并且典型地达到高达260℃或高于260℃的温度，尤其是邻近井的底部。

衍生自四氟乙烯(TFE)和全氟烷基乙烯基醚(PAVE)的可熔融加工的氟聚合物典型地包括按摩尔计从1％至5％的衍生自所述PAVE的重复单元，该可熔融加工的氟聚合物由于适合于制造成形物品(诸如管)通常是本领域已知的。

这些氟聚合物通常具有至少265℃的熔点，使得它们有利地用在其中要求高操作温度的应用中。特别地，因为它们更高的熔点(典型地在302℃与310℃之间)，可熔融加工的具有全氟丙基乙烯基醚(PPVE)的TFE共聚物是最优选的。

由此在本领域中对于赋予了在高操作温度下改进的机械特性和改进的耐热性，同时保持对腐蚀性化学试剂的耐化学性的管存在需要。

发明概述

现已发现本发明的管能够成功地克服在本领域已知的管的缺陷。

由此本发明的一个目的是一种包含至少一个层的管，该层至少包含一种四氟乙烯(TFE)共聚物[聚合物(F)]，优选基本上由其组成(或由其制成)，该四氟乙烯(TFE)共聚物包含按重量计从0.8％至2.5％的衍生自至少一种具有在此以下的式(I)的全氟烷基乙烯基醚的重复单元：

CF₂＝CF-O-R_f(I)

其中R_f为直链的或支链的C₃-C₅全氟烷基或者包含一个或多个醚氧原子的直链的或支链的C₃-C₁₂全氟氧烷基，

所述TFE共聚物具有如根据ASTM D1238在372℃在5Kg的负荷下测量的，包括在0.5与6.0g/10min之间的熔体流动指数。

本申请人已经出人意料地发现相对于可商购的具有PAVE的TFE共聚物，根据本发明的聚合物(F)被成功地赋予了改进的机械特性，特别是更高的屈服强度值和更低的蠕变应力值。本领域众所周知的是这些特性与在压力冲击的影响下的管抗内压强度和/或管减压有关。

本申请人已经由此发现本发明的管有利地经受高压和高温条件，同时保持在恶劣环境中的耐化学性以及在高温下的耐热性。

该聚合物(F)的屈服强度是所施加的该聚合物(F)开始塑性变形的最大应力的度量。发生屈服的应力取决于变形的速率(应变速率)以及更显著地取决于该变形发生时的温度二者。

该聚合物(F)的蠕变应力是其在施加的应力的影响下倾向于塑性变形的度量。它发生是由于长期暴露于低于材料的屈服强度的高水平应力的结果。这一变形速率是材料特性、暴露时间、暴露温度和所施加的结构负荷的函数。

为了本发明的目的，通过术语“塑性变形”，它在此旨在指代聚合物(F)的永久的和不可逆的变形。

聚合物(F)的屈服强度和蠕变应力由此是其在压力冲击的影响下(特别是在高操作温度下)倾向于塑性变形的度量。

通过术语“管”，它在此旨在指代一种由如以上定义的聚合物(F)制成(或至少包含)的连续管状管或一种其内表面涂覆有由如以上定义的聚合物(F)制成(或至少包含)的管状层的连续管状管。

本发明的管可以是一种单层管或一种多层管。

通过术语“单层管”，它在此旨在指代一种由一个管状层组成的管，该管状层由一种聚合物(F)制成，或至少包含一种聚合物(F)。

通过术语“多层管”，它在此旨在指代一种包含至少两个彼此相邻的同心层的管，其中至少内层包含一种聚合物(F)，或优选地基本上由一种聚合物(F)组成。