[发明专利]用于油气应用的柔性管道的聚合物内/压力护套中的热塑性硫化橡胶组合物

说明书

在一种实施方案中，提供了柔性管道。柔性管道包括聚合物内护套，所述聚合物内护套包括热塑性硫化橡胶(TPV)组合物，该TPV组合物包含：橡胶和热塑性烯烃，其中橡胶的浓度为20重量％‑90重量％，基于橡胶和热塑性烯烃的总重量，和热塑性烯烃的浓度为10重量％‑80重量％，基于橡胶和热塑性烯烃的总重量；和其中TPV组合物具有在23℃下小于30barrer的空气渗透性和在23℃下小于40barrer的CO₂渗透性中至少一种。在另一实施方案中，提供了热塑性脐带软管。在另一实施方案中，提供了管道结构。

发明人:Wanli Wang，Antonios K.Doufas，Krishnan Anantha Narayana Iyer，Krassimir I.Doynov，Deborah J.Davis，Andrew A.Takacs，Angela M.Person

优先权

本申请要求2018年9月14日提交的临时申请号62/731,168的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

领域

本公开内容的实施方案总体涉及热塑性硫化橡胶组合物，并且更具体地涉及热塑性硫化橡胶组合物在用于油气田操作的柔性管道中的聚合物护套(特别是内护套)中的用途。

背景

柔性管道用于在油气藏和用于油、气和水组分分离的平台之间输送流体。柔性管道结构包括材料层，所述材料例如是聚合物层、金属层和复合材料层。

用于流体容纳，常规的柔性管道包括接触在柔性管道中输送的流体的内(压力)护套。因为内压力护套接触在管道中输送的流体，因此(需要)良好的耐物理和化学降解性，耐水解性，和对所输送流体中各种气体的低渗透性。常规地，柔性管道和热塑性软管的容纳流体的聚合物是尼龙PA11和尼龙PA12。然而，这些尼龙和其它常规材料在极端环境下遭受老化问题例如低的耐物理和化学降解性和低的耐水解性。常规的材料还显示差的裂纹扩展强度、对所输送流体中各种气体的渗透性、有限的疲劳强度、高变形性。另外，可商购得到的尼龙相对昂贵。

热塑性硫化橡胶(TPV)组合物包含分散在热塑性基体内的细分的橡胶颗粒。这些橡胶颗粒有利地交联以促进弹性。分散的橡胶相通常被称作不连续相，并且热塑性相被称作连续相。这样的TPV组合物是公知的并可以通过动态硫化制备，动态硫化是这样的方法，由此在聚合物在某一升高的温度下，优选高于热塑性聚合物的熔融温度下，经历混合或塑炼时，使用固化剂使橡胶在与至少一种热塑性聚合物的共混物内固化或硫化。例如，美国专利号4,130,535公开了包含聚烯烃树脂和完全固化的烯烃共聚物橡胶的共混物的TPV组合物。TPV共聚物因此受益于由弹性体相提供的弹性体性质，以及热塑性塑料的加工性。基于聚丙烯/乙烯丙烯二烯单体橡胶(PP/EPDM)的常规TPV具有低阻隔和低耐烃流体性。因此需要新的TPV，其可提供PP/EPDM TPV的优异柔性同时克服例如阻隔和耐油性的缺陷。

在信息披露声明(37CFR.1.97(h))中引用的参考文献包括：美国专利号6,376,586，美国专利号4,130,534，美国专利号4,355,139，美国专利号4,271,049，美国专利号4,299,931，WO2013128097，美国专利公开号2005/022991。

需要替代的且更稳健的材料用于离岸油气应用的柔性管道和热塑性软管的压力护套(即聚合物护套)。

概述

在一种实施方案中，提供了柔性管道。柔性管道包括聚合物内护套，所述聚合物内护套包括热塑性硫化橡胶(TPV)组合物。TPV组合物包括橡胶和热塑性烯烃，其中橡胶的浓度为20重量％-90重量％，基于橡胶和热塑性烯烃的总重量，和热塑性烯烃的浓度为10重量％-80重量％，基于橡胶和热塑性烯烃的总重量。TPV组合物具有在23℃下小于30barrer的空气渗透性和在23℃下小于40barrer的CO₂渗透性中至少一种。