[发明专利]制备高温聚合物涂层的方法

说明书

交叉参考的相关申请

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。

发明背景

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。

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。

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

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服，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。

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

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。

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。

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。

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。

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：

            

其中

星号(*)表示SRP主链中的连接点，

R¹、R²、R³和R⁴是苯环上的取代基，其中R¹、R²、R³和R⁴相同或不同，并且R¹、R²、R³和R⁴独立地是氢、C1-C5烷基、C1-C5烯基、C1-C5烷氧基、卤素(例如氯、溴或碘)、C3-C18芳基或者其组合，并且各前述基团可以是取代的或未取代的。此外，该烷基、烯基和烷氧基可以是线性或支化的。在一个具体的实施方案中，该1,3-亚苯基重复单元是1,3-亚苯基。

在一个实施方案中，苯甲酰-1,4-亚苯基重复单元具有式(2)的结构：

            

其中

星号(*)表示SRP主链中的连接点；

a和b独立地是整数0-5，条件是苯环的化合价完全满足和没有超出；和