[发明专利]可变的TG制品，其制造方法及其用途

说明书

交叉参考的相关申请

本申请要求2012年5月23日提交的美国申请13/478,387的权益，其在此整体引入作为参考。

发明背景

弹性材料被用于不同的密封应用中。这样的密封件可以是动态或者静态密封件。根据环境，弹性体密封件会经历一定范围的温度、压力和化学品。弹性体密封件可用于高真空到多倍大气压和稍低于室温到升高的温度例如150℃。惰性和反应性气体和液体都被暴露于弹性体。虽然不存在理想的弹性体密封件，但是弹性体表现出对于化学品侵蚀、热降解、泄露速率和挤出的一定范围的耐受性。在石油天然气工业中，在给定的温度、压力和使用寿命中，在暴露于腐蚀性化学品的同时，弹性体应当在“湿态”而非“干态”条件下保持它的机械性能。

即使在使用最新的技术时，也仍然需要这样的弹性体或者任何其他聚合物材料，其在湿态条件下在高温时功能良好，并且保持了它们的机械性能。高温聚合物(其在仅干燥条件下是耐化学品的)是易于获得的。这样的聚合物包括某些热塑性聚酰亚胺(TPI)和聚苯并咪唑(PBI)。可用于低温和湿态条件下的耐化学品的聚合物也是易于获得的。这些聚合物的例子包括某些聚乙烯和聚丙烯。在高温和腐蚀性流体的条件下，经常使用含氟聚合物，因为它们通常被认为具有最佳的热稳定性和耐化学品性。含氟聚合物的例子包括聚四氟乙烯，和某些其他含氟弹性体和全氟弹性体。某些等级的含氟聚合物据称具有327℃的最大连续使用温度。但是，即使最好的全氟弹性体也会在高温经时变软，失去它们在高压下密封缝隙的能力。同样，含氟弹性体或者全氟弹性体在高温与不同的井下流体接触时倾向于形成裂纹。

虽然广泛的研究集中在代替弹性体或者增加它们对于高压、高温和化学和机械上苛刻的环境例如在井下条件中的降解的耐受性，但是仍然需要具有改进的耐化学品性，特别是在这样的高温下的耐化学品性的弹性体。如果能够获得改进的耐化学品性，而不明显地对弹性体其他所需性能例如机械性能如弹性、耐挤出性和整体结构强度产生不利的影响，则会是进一步的优点。在本领域中被普遍接受的是这样的材料和方法，其用于装置例如封隔器、防爆元件、O形环、垫圈等中所用的弹性体，其当在连续的使用期内与腐蚀性流体接触时，在高温和高压保持了良好的机械性能。

发明内容

在一个实施方案中，公开了一种制品，其包含：以下的交联产物：第一交联聚合物；和第二交联聚合物，该制品的玻璃化转变温度具有梯度。

在另一实施方案中，一种制品，其包含：以下的交联产物：第一交联聚合物；和第二交联聚合物，其中该制品的玻璃化转变温度具有梯度，交联密度具有梯度，并且该制品经配置以在该玻璃化转变温度梯度的最小Tg值到小于最大Tg值的温度具有自支撑(self backup)性能。

在另一实施方案中，一种制造制品的方法，其包括：合并第一交联聚合物和第二交联聚合物以形成组合物；压缩该组合物；加热该组合物；和交联该组合物以形成该制品，该制品的玻璃化转变温度具有梯度。

在又一实施方案中，一种密封件，其包含：第一部分，其包含以下的交联产物：第一交联聚合物；和第二交联聚合物；以及第二部分，其包含与第一部分的构成聚合物不同的聚合物，其中该密封件的玻璃化转变温度具有梯度。

在另一实施方案中，一种密封方法，其包括：将该密封件置于开口中；将该密封件加热到大于密封件的玻璃化转变温度的最小值的温度；和施加压力到该密封件的弹性部分上，以密封该开口。

附图说明

下面的说明不应当以任何方式认为是限制性的。参考该附图，相同的元件采用相同的附图标记：

图1A、1B和1C显示了组合物的横截面，该组合物具有交联聚合物的交联产物，并且其玻璃化转变温度具有梯度；

图2A和2B显示了具有不连续的和连续的玻璃化转变温度梯度的制品的透视图；

图3显示了玻璃化转变温度相对于沿着具有玻璃化转变温度梯度的制品的线性位置的图表；

图4A显示了弹性体密封件的透视图，该密封件包含具有玻璃化转变温度梯度的组合物；

图4B和4C显示了在分别施加压缩力之前和之后，弹性体密封件的横截面；

图5A和5B显示了分别作为单个组件和多个组件的弹性体密封件的横截面；

图6A和6B显示了分别在展开之前和之后，封隔元件的横截面；和

图7A和7B显示了分别在展开之前和之后，滑动元件的横截面。

具体实施方式