[发明专利]可降解的耐挤压组合物和制品

说明书

一种可降解聚合物组合物包含聚氨酯，所述聚氨酯包含在所述聚氨酯的主链中的酯基以及连接至所述聚氨酯的所述主链的羧酸基团；以及填料，所述填料包含以下中的一种或多种：包含平均粒度为约5微米至约500微米的颗粒的粉末；或平均长度为约1/8英寸至约5英寸的纤维。还公开了包含所述组合物的制品。一种使所述制品降解的方法包括使所述制品在约25℃至约300℃的温度下暴露于流体。

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年11月30日提交的美国申请号14/953472的权益，所述申请以引用的方式整体并入本文。

背景

包括油和天然气井、CO₂封存井孔等的井下构造通常利用钻孔部件或工具，所述部件或工具由于其功能而仅需要具有有限的使用寿命，所述使用寿命远小于井的使用寿命。在部件或工具服务功能完成后，必须将其移除或处置以便恢复流体路径的原始尺寸，以用于诸如烃产生和CO₂封存的用途。部件或工具的处置可通过铣削或钻削所述部件或将工具从井孔中起出来完成。这些中的每一个通常都是耗时且昂贵的。所述工业将接受新材料，以及在没有此类铣削和钻削操作的情况下从井孔中移除部件或工具的方法。

概述

在一个实施方案中，一种可降解聚合物组合物包含聚氨酯，所述聚氨酯包含在所述聚氨酯的主链中的酯基以及连接至所述聚氨酯的所述主链的羧酸基团；以及填料，所述填料包含以下中的一种或多种：包含平均粒度为约5微米至约500微米的颗粒的粉末；或平均长度为约1/8英寸至约5英寸的纤维。

还公开了一种包含所述聚合物组合物的可降解制品。

一种制造所述可降解制品的方法包括：在约20℃至约150℃的温度和约100psi至约10,000psi的压力下压缩填料和聚氨酯形成组合物的组合以提供模制件；以及在约60℃至约150℃的温度下加热所述模制件以提供所述可降解制品；其中所述聚氨酯形成组合物包含第一组合物，所述第一组合物包含多元醇组分、多异氰酸酯组分和第一羧酸官能化醇；或第二组合物，所述第二组合物包含聚氨酯预聚物、固化剂和第二羧酸官能化醇；或所述第一组合物和所述第二组合物的组合。

一种用于使制品降解的方法包括：使所述制品在约25℃至约300℃的温度下暴露于流体，其中所述制品包含聚氨酯，所述聚氨酯具有在所述聚氨酯的主链中的酯基以及连接至所述聚氨酯的所述主链的羧酸基团；以及填料，所述填料包含以下中的一种或多种：包含平均粒度为约5微米至约500微米的颗粒的粉末；或平均长度为约1/8英寸至约5英寸的纤维。

附图简述

以下描述决不应当被认为是限制性的。参照附图，相似元件编号相似：

图1A示出在275℃和8,000psi下API挤出测试2小时后的常规聚氨酯样品；并且图1B示出在275℃和8,000psi下API挤出测试2小时后含有本公开的聚氨酯和介孔二氧化硅的样品；

图2示出根据ASTM D624测量的常规聚氨酯样品和含有本公开的聚氨酯和介孔二氧化硅的样品的撕裂强度测试结果；

图3A示出使用铸造方法制造的聚氨酯部件的CT扫描；并且图3B示出使用压缩模制方法制造的聚氨酯部件的CT扫描；

图4比较了由常规聚氨酯制成的部件和根据本公开的一个实施方案的由可降解聚合物组合物制成的部件的储能模量；

图5A-5C是在200℉下分别暴露于水两天、三天和四天后的根据本发明的一个实施方案的聚氨酯样品的图像；

图6A-6E是在200℉下分别暴露于水一天、七天、八天、十五天和四十二天后的常规聚氨酯样品的图像；

图7A-7D是在175℉下分别暴露于水三天、六天、七天和九天后的根据本公开的一个实施方案的聚氨酯样品的图像；并且