一種聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑及其制備方法

一種聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑及其制備方法。在納米二氧化硅的存在下，采用膠束乳液聚合法成功合成了一種具有兩親嵌段疏水締合聚合物包覆無機納米二氧化硅的聚合物基納米復合材料，它將無機納米二氧化硅的剛性和熱穩(wěn)定性與兩親嵌段疏水締合聚合物的特性結(jié)合在一起，使得該聚合物基納米復合材料在既有兩親嵌段疏水締合聚合物良好性能的基礎(chǔ)上明顯提高了聚合物的抗溫性、耐鹽性和增粘特性。將其作為鉆井工程中鉆井液用抗溫耐鹽降濾失劑，在高溫和高礦化度下具有顯著的降失水效果。
【專利說明】一種聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有兩親疏水締合聚合物納米二氧化硅的抗溫耐鹽降失水劑，特另Ij涉及一種鉆井工程中鉆井液用可降低濾失量的增粘、抗高溫、耐鹽，且具有“核殼”結(jié)構(gòu)的聚合物基無機納米二氧化硅降失水劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在鉆井過程中，在壓差的作用下鉆井液中的液相滲入地層的現(xiàn)象稱為失水，單位時間內(nèi)失水量過大會帶來一系列不良后果，如井壁坍塌、井眼縮小及鉆井液發(fā)生稠化等問題，從而導致卡鉆等事故。侵入地層的液相能造成地層內(nèi)部粘土顆粒的膨脹和運移，導致生產(chǎn)層的堵塞，產(chǎn)液能力下降等。所以，為了減小鉆井工程中鉆井液向地層中的濾失量，保證井身安全，需要加入降失水劑，以達到減小濾失量的目的。
[0003]聚合物是油田鉆井中一類不可或缺的高溫深井鉆井液添加劑，其親水性強，水化后有較大的水動力學體積，能有效的起到增粘降濾失的作用。目前在中國常用的鉆井液降濾失劑主要存在耐溫和耐鹽的主要問題，在高溫和高礦化度條件下，黏土 /共聚物分散體系常因聚合物熱降解、聚合物分子鏈發(fā)生卷曲、體系粘度驟減或黏土粒子產(chǎn)生膠凝而失去穩(wěn)定性，導致鉆井液濾失量增大、流變性能變差等，從而不能很好地滿足油田鉆井需要。
[0004]對于深井超深井，其高溫高壓的特點要求鉆井液處理劑的熱穩(wěn)定性好，濾餅的可壓縮性好等，因此必須用抗高溫的鉆井液體系。國內(nèi)目前最有效的水基鉆井液是“三磺”鉆井液或者聚磺鉆井液，處理劑主要包括磺化褐煤、磺化樹脂和磺化浙青等，但在實際應(yīng)用中還存在種種不足，這些常用的鉆井液處理劑在高溫、高礦化度和高壓的影響下降失水的效果并不理想，尤其是處理劑的抗溫耐鹽性能較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于合成一類適用于鉆探深井超深井的鉆井液用兩親疏水締合聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑及其制備方法。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:
[0007]一種鉆井液用兩親疏水締合聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑，是先在反相乳液或超細乳液中合成兩親嵌段疏水締合聚合物，然后在其溶液中加入納米二氧化硅，使其分散接枝在聚合物基體中形成的聚合物基納米復合材料。
[0008]進一步地，上述聚合物基納米復合材料中納米材料為納米二氧化硅，納米二氧化娃的粒徑小于50納米。
[0009]進一步地,上述聚合物是兩親嵌段疏水締合聚合物。
[0010]進一步地，上述聚合物是聚[苯乙烯-b-丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，馬來酸酐]、聚[苯乙烯_b-丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，丙烯酸]、聚[苯乙烯-b-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，馬來酸酐]、聚[苯乙烯-b-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，丙烯酸]或聚[苯乙烯_b-馬來酸酐]。[0011]進一步地，上述聚合物的聚合方法為反相乳液聚合或超細乳液聚合方法，且聚合分兩步完成。第一步為在反相乳液或超細乳液中合成以上所述的兩親嵌段疏水締合聚合物；第二步加入納米二氧化硅，合成兩親疏水締合聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑。
[0012]進一步地,上述的兩親疏水締合聚合物中疏水單體為苯乙烯St,且苯乙烯St:納米二氧化娃=1:0.5~I (摩爾比),疏水苯乙烯占總單體摩爾數(shù)的5~15%。
[0013]進一步地，上述兩親疏水締合聚合物聚[苯乙烯-b_丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，馬來酸酐]中各單體摩爾比為St:AM:AMPS:MA=1:3:5:1 ;聚[苯乙烯-b-丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，丙烯酸]中單體摩爾比為St:AM =AMPS:AA=I:3:5:1 ;聚[苯乙烯-b-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，馬來酸酐]中單體摩爾比為St:AMPS =MA=I~1.5:6:1~1.5 ;聚[苯乙烯_b_2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，丙烯酸]中單體摩爾比為St:AMPS:AA=1~1.5:6:1~1.5 ;聚[苯乙烯_b_馬來酸酐]中單體摩爾比為 St =MA=1:1。
[0014]一種聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑包括:
[0015]所 述聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑是由烯基酰胺、烯基磺酸、馬來酸酐、苯乙烯、烯基羧酸和納米二氧化硅為原料反應(yīng)生成的兩親嵌段疏水締合聚合物。
[0016]所述原料烯基酰胺、烯基磺酸、烯基羧酸、馬來酸酐和苯乙烯的摩爾比為I~3:5~7:1~2:1~2，納米二氧化硅的摩爾數(shù)與烯基羧酸、馬來酸酐或苯乙烯三種單體的摩爾數(shù)相同。
[0017]一種聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑的制備方法包括:
[0018]第一步:合成兩親嵌段疏水締合聚合物:
[0019](I)依次將烯基酰胺、烯基磺酸、烯基羧酸、馬來酸酐和苯乙烯在溶劑中進行混合攪拌后，置入反應(yīng)釜并加熱；
[0020]上述烯基磺酸和烯基羧酸是在水中配成10~20wt.%的溶液，然后用堿液將pH值調(diào)至7~8。
[0021]上述堿為氫氧化鈉、強氧化鉀、氫氧化銨中的一種或多種。
[0022](2)在反應(yīng)釜中加入乳化劑，然后加入疏水反應(yīng)單體苯乙烯，攪拌均勻；
[0023]上述乳化劑為司班80、0P-10、十二烷基硫酸鈉中的一種或多種。
[0024](3)在反應(yīng)溫度為56~95°C時，通入氮氣30分鐘后，加入引發(fā)劑，反應(yīng)6~7小時后得到膠狀物即為兩親嵌段疏水締合聚合物；
[0025]上述引發(fā)劑重量為所有參與反應(yīng)單體重質(zhì)量的0.02~1% ;且引發(fā)劑為有機過氧類引發(fā)劑、無機過氧類引發(fā)劑、水溶性氧化還原類引發(fā)劑或者油溶性氧化還原類引發(fā)劑中的一種或多種。
[0026]第二步，合成兩親嵌段疏水締合聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑:
[0027](4)將第一步所得膠狀產(chǎn)物按一定比例稀釋，攪拌30分鐘至均勻狀態(tài)。
[0028](5)然后加入2~5%納米二氧化硅溶液，再加入特定催化劑，反應(yīng)2~3小時后，經(jīng)有機溶劑沉淀后可得兩親嵌段疏水締合聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑。
[0029]上述沉淀劑為丙酮或無水乙醇或無水乙醇與水的混合溶液。
[0030]本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是:
[0031]本發(fā)明提供的兩親嵌段疏水締合聚合物包覆無機納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑無論是在淡水鉆井液還是在飽和鹽水鉆井液中均有良好的降失水效果，且具有較強的抗高溫新特性，形成的泥餅致密，薄而韌。這是因為這種兩親嵌段疏水締合聚合物包覆無機納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑不僅具有兩親嵌段疏水締合聚合物的特性，如共聚物分子鏈親水親油的兩親性質(zhì)等，還具有無機納米二氧化娃納米粒子的剛性，尺寸穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性等。因此，本發(fā)明提供的兩親嵌段疏水締合聚合物包覆無機納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑將兩親疏水締合聚合物的特性與無機納米二氧化硅所具有的特性結(jié)合在一起，使得這種處理劑在具有兩親嵌段疏水締合聚合物優(yōu)良性質(zhì)的基礎(chǔ)上，通過無機納米粒子明顯改善了聚合物的抗溫耐鹽性能等。
[0032]由于納米二氧化硅表面具有較高的比表面積和高的表面能，處于熱力學非穩(wěn)定狀態(tài)，因此在水溶液中極易集聚成團。本發(fā)明所提供的兩親嵌段疏水締合聚合物包覆無機納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑在水溶液中表現(xiàn)出良好的水溶性和分散性，這種復合材料在水溶液中的行為特征說明了通過兩親疏水締合聚合物包覆的方式可以顯著的改善無機納米二氧化硅的表面物化性質(zhì)，從而實現(xiàn)了無機納米粒子的功能擴大化。
[0033]本發(fā)明提供的聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑，可有效的降低鉆井過程中由于壓差原因造成的鉆井液濾液侵入地層的失水量，從而防止了由于此原因造成的井壁坍塌、井眼縮小及鉆井液發(fā)生稠化等問題，減小卡鉆等事故和侵入地層的液相能造成地層內(nèi)部粘土顆粒的膨脹和運移，提高儲層產(chǎn)液能力等。
[0034]采用本發(fā)明提供的聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑，可顯著提高井壁穩(wěn)定性。產(chǎn)品試驗結(jié)果表明，本發(fā)明提供的聚合物納米二氧化硅復合材料較一般聚合物材料的抗溫、耐鹽能力較好。以聚[苯乙烯_b-丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，馬來酸酐]/納米二氧化硅為例，這是由于:①2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的結(jié)構(gòu)支鏈化程度較高，空間位阻較大，使主鏈剛性增加，這對于提高共聚物的耐溫性有積極的作用；@PSt疏水鏈節(jié)的存在溶劑產(chǎn)生疏水締合過程，而此過程是一個吸熱過程，升高溫度有利于共聚物分子之間的締合，會使溶液粘度增加；③引入無機納米二氧化硅的共聚物能將二氧化硅的剛性和熱穩(wěn)定性與疏水締合聚合物的特性結(jié)合在一起，明顯提高了共聚物的熱穩(wěn)定性。④AMPS中磺酸基團電荷密度高，水化性強，有利于改善共聚物的水溶性行為，同時分子中兩個η鍵和三個強電負性的O原子公用一個負電荷，使得磺酸基團很穩(wěn)定，因此對外界陽離子(鹽的加入)的進攻不敏感；⑤隨無機鹽離子的含量增加溶劑的極性也增強，因此更有利于疏水締合聚合物疏水鏈節(jié)的締合，聚合物分子流體力學半徑變大，溶液表觀粘度緩慢增加,表現(xiàn)為對鹽的加入不敏感。
[0035]本發(fā)明提供的聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑使用溫度達180°C以上。
【具體實施方式】[0036]下面，舉出實例以便更為具體地描述本發(fā)明，其中兩親嵌段疏水締合聚合物以聚[苯乙烯-b-丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，馬來酸酐]為例進行舉例說明，但本發(fā)明并不僅限于下述實施方案。
[0037]實施例:
[0038]第一步:合成兩親嵌段疏水締合聚合物聚[苯乙烯_b-丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，馬來酸酐]。[0039]①將20.7g的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸溶解于50mL去離子水中，容器置于冰浴中，用15%質(zhì)量分數(shù)的氫氧化鈉中和，調(diào)整pH至8，生成2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉。
[0040]②在另一燒杯中倒入一定量去離子水置于50°C水浴中，再將4.9g馬來酸酐放入燒杯使其充分溶解。
[0041]③在裝有攪拌器，恒壓液滴漏斗的四口燒瓶中加入一定量的丙烯酰胺和去離子水，充分攪拌溶解后加入5g十二烷基硫酸鈉，再按投料比加入一定量的苯乙烯，攪拌成透明的微乳液，升溫至50°C。
[0042]④控制單體總質(zhì)量分數(shù)為15%，將2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸鈉溶液和馬來酸酐溶液轉(zhuǎn)移至四口燒瓶中，通氮氣30分鐘后升溫至56°C，以單體總質(zhì)量0.3%的過硫酸鉀/亞硫Ife龜!納(質(zhì)量比1:1)為引發(fā)劑，在氣氣的保護下反應(yīng)6小時，最后的I父狀物。
[0043]⑤以丙酮為沉淀劑，將所得膠狀產(chǎn)物沉淀、分離，如此重復3次以除去殘留的表面活性劑。[0044]⑥再用無水乙醇與水體積比為7:3的混合溶液將所得白色物質(zhì)洗滌2次，除去未反應(yīng)的單體；
[0045]⑦最后將所得物于60°C下真空干燥48h，即得兩親嵌段疏水締合聚合物聚[苯乙烯-b-丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，馬來酸酐]。
[0046]第二步:在聚合物基體中引入無機納米二氧化硅
[0047]⑧將粒徑為14nm的3g親水性納米二氧化硅配制成2wt%的水溶液，超聲波震蕩30min ；
[0048]⑨將第一步制得的兩親嵌段疏水締合聚合物聚[苯乙烯-b_丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，馬來酸酐]配制成濃度為20wt.%的溶液，置入帶有攪拌器的四口燒瓶，然后將配制的納米二氧化硅水溶液逐滴緩慢的滴加至四口燒瓶，再加入特定催化劑，反應(yīng)2~3小時，即得兩親疏水締合聚合物聚[苯乙烯-b-丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，馬來酸酐]/納米二氧化硅型聚合物基納米復合材料水溶液。
[0049]⑩進行第一步操作⑤~⑥，將所得物于60°C下真空干燥48小時，粉碎即是兩親疏水締合聚合物聚[苯乙烯_b-丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，馬來酸酐]/納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑，放入干燥器備用。
[0050]對上述實施例中所制備的聚合物納米二氧化硅降失水劑進行了如下檢測:
[0051](I)紅外光譜
[0052]從聚合物包覆納米二氧化硅降失水劑的紅外光譜圖(圖1)看出，在lOOOcnT1~900cm—1區(qū)間沒有出現(xiàn)烯類C = C的伸縮振動峰，表明聚合反應(yīng)進行完全，沒有單體殘留。3346.64CHT1和1669.1lcm1處的吸收峰為酰胺鍵的特征吸收譜帶，1669.1lcm1處的吸收峰為伯/仲酰胺基中C = O鍵的伸縮振動，3346.64CHT1處的吸收峰是-NH2的伸縮振動；1206.65cm—1、1185.35cm—1和2870.3cm—1處的吸收峰為磺酸基團的特征吸收，其中1206.65CHT1為AMPS中C = O鍵的伸縮振動，1185.35cm_1是S=O鍵的不對稱伸縮振動，2870.3CHT1為一CH3的對稱伸縮振動；1615.83cm_1和1455.25cm_1處的吸收峰是苯環(huán)的特征吸收，702.90CHT1是苯環(huán)的但取代特征吸收峰，667.99cm—1為苯環(huán)上C一H彎曲振動；酸酐的兩個羰基C = O的伸縮振動吸收峰(1860~1800CHT1和1800~1740CHT1)沒有在譜圖中出現(xiàn)，說明產(chǎn)物中馬來酸酐已經(jīng)水解成羧基，2927.13CHT1和2951.76CHT1處的峰為一COOH中一OH的伸縮振動吸收峰，1402cm-1處的吸收峰為一COOH中一C一O的伸縮振動吸收峰，說明共聚物分子鏈中一COOH基團的存在；1068.4Icm^1處的吸收峰為Si—O— C鍵的伸縮振動，1020cm^附近沒有吸收峰說明沒有Si—O— Si鍵。FTIR表征結(jié)果說明，產(chǎn)物分子鏈上帶有所有共聚單體的鏈節(jié)。
[0053](2 )透射電鏡TEM表征
[0054]采用透射電鏡TEM觀測所制備的聚合物包覆納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑的水溶液微觀結(jié)構(gòu)(圖2)，從圖可以看出，納米SiO2在水溶液中團聚非常嚴重(圖3)，這是由于納米SiO2具有較高的比表面積和高的表面能，處于熱力學非穩(wěn)定狀態(tài)，因此極易集聚成團；而聚[苯乙烯-b-丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，馬來酸酐]/納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑在水溶液中一方面表現(xiàn)出了良好的水溶性和分散性；另一方面，納米SiO2粒徑由14nm變?yōu)?00~300nm，說明聚[苯乙烯_b_丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基_2_甲基丙磺酸，馬來酸酐]成功的包覆在無機納米SiO2的表面，形成了“核殼”結(jié)構(gòu)。聚[苯乙烯-b-丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，馬來酸酐]/納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑在水溶液中的行為特征說明了通過聚合物的包覆的方式可顯著改善無機納米SiO2的表面物化特性，從而實現(xiàn)了無機納米粒子功能的擴大化。[0055](3 )掃描電鏡SEM表征
[0056]采用掃描電鏡SM觀測所制備的聚合物包覆納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑的表面微觀結(jié)構(gòu)(圖4)，從圖可以看出，復合材料干燥新鮮斷面中含有粒徑為200~300nm的球狀結(jié)構(gòu)且相互連接，SEM的表征結(jié)果說明制備的兩親疏水締合聚合物確實與納米二氧化硅表面的羥基接枝，聚合物包覆納米二氧化硅形成了 “核殼”結(jié)構(gòu)。
[0057]結(jié)合以上三個實驗，證明合成產(chǎn)物為預設(shè)目的的聚合物納米二氧化硅復合材料。
[0058]上述聚合物納米二氧化硅復合材料的降失水性能評價:
[0059](I)溫度的影響
[0060]對上述制得的兩親疏水締合聚合物納米二氧化硅降失水劑(以下簡稱FLR)在加量為1%時，通過不同溫度16h下的老化實驗，分別測試了鉆井液體系的流變性、API濾失量和HTHP濾失量。實驗結(jié)果見附表1，從表1可知:在加入FLR之后可顯著改善鉆井液體系的流變性能，動塑比增加，降低了鉆井液的濾失量，尤其是鉆井液在高溫情況下的高溫高壓濾失量。在180°C /16h老化后，未添加FLR的4%膨潤土漿HTHP濾失量為51.8mL,而加入1%FLR的膨潤土漿的HTHP濾失量下降至16mL。隨溫度的升高，濾失量有所增加，但在220°C /16h老化后控制濾失量效果仍然較好，鉆井液體系的HTHP濾失量僅為23mL。實驗結(jié)果表明這種聚合物納米二氧化硅的復合材料有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性，在鉆井液體系中能抗180°C以上的能力。
[0061]表1加入聚合物納米二氧化硅后溫度對體系流變性及降失水性能的影響結(jié)果
西 P 卞.容性AVPV YP FLapi FLhthp

?、mPa.s mPa.s Pa mL mL
4% 膨潤土楽:18CTC716h75 6 L52751.8
[0062]4% 膨潤土漿+1%FLR180°C/16h42 31 115.216
4% 膨潤土漿+1%FLR200°C/I6h31 23 87.320.5
4% 膨潤土漿+1%FLR220°C/16h 16__811.223
[0063](2)電解質(zhì)的影響[0064]對上述制得的兩親疏水締合聚合物包覆納米二氧化硅降失水劑0.5%的水溶液中加入CaCl2，觀測其在電解質(zhì)濃度變化影響下溶液粘度的變化性能，測試結(jié)果如圖5。從圖可知，部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)的水溶液表觀粘度隨Ca2+濃度的增加而減小，表現(xiàn)出了聚電解質(zhì)的典型特征，這是因為在外加離子的影響下，聚合物大分子上的離子電荷被外來電解質(zhì)的離子電荷屏蔽，致使聚合物分子鏈收斂卷曲，聚合物流體力學半徑減小，其水溶液的表觀粘度隨之減小。而引入無機納米二氧化硅的多元疏水締合共聚物在Ca2+濃度的增加情況下水溶液表觀粘度先減小后增加，且在水溶液中表觀粘度均大于HPAM在水溶液的表觀粘度，這是由于新合成的聚合物不僅引入了無機納米二氧化硅和對鹽極不敏感的強陰離子基團磺酸根基團，而且還引入了 PSt鏈節(jié)。由于AMPS中磺酸基團電荷密度高，水化性強，有利于改善共聚物的水溶性行為，同時分子中兩個η鍵和三個強電負性的O原子公用一個負電荷，使得磺酸基團很穩(wěn)定，因此對外界陽離子的進攻不敏感。另一方面，隨Ca2+濃度的增加，聚合物溶液表觀粘度首先受離子屏蔽效應(yīng)的影響有所下降，但隨無機鹽離子的含量增加溶劑的極性也增強，因此更有利于疏水締合聚合物疏水鏈節(jié)的締合，聚合物分子流體力學半徑變大，當離子屏蔽效應(yīng)結(jié)束后溶液表觀粘度緩慢增加。
【權(quán)利要求】
1.一種聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑，其特征在于:降失水劑是以含有羧基的烯烴類單體、含有磺酸基的烯烴類單體、苯乙烯及丙烯酰胺進行自由基膠束溶液聚合，然后所得聚合物包覆在無機納米二氧化硅表面形成具有“核殼”結(jié)構(gòu)的聚合物納米二氧化硅復合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑，其特征在于:所述納米材料為納米二氧化硅，所述聚合物為兩親嵌段疏水締合聚合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚合物納米二氧化硅的抗溫耐鹽降失水劑，其特征在于:所述聚合物為聚[苯乙烯_b-丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，馬來酸酐]、聚[苯乙烯-b_丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，丙烯酸]、聚[苯乙烯-b-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，馬來酸酐]、聚[苯乙烯-b-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，丙烯酸]或聚[苯乙烯-b-馬來酸酐]。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑，所述的聚合物中疏水單體為苯乙烯St,且苯乙烯St:納米二氧化娃=1:0.5~I (摩爾比),疏水苯乙烯占總單體摩爾數(shù)的5~15%。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑，其特征在于:所述聚合物聚[苯乙烯_b-丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，馬來酸酐]中各單體摩爾比為St:AM:AMPS:MA=1:3:5:1 ;聚[苯乙烯_b_丙烯酰胺，2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，丙烯酸]中單體摩爾比為St:AM:AMPS:AA=1:3:5:1 ;聚[苯乙烯_b_2_丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，馬來酸酐]中單體摩爾比為St:AMPS =MA=I~1.5:6:1~1.5 ;聚[苯乙烯-b-2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，丙烯酸]中單體摩爾比為St:AMPS =AA=I~1.5:6:1~1.5 ;聚[苯乙烯-b-馬來酸酐]中單體摩爾比為St =MA=1:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑的制備方法，其特征在于:首先通過反相乳液或超細乳液聚合或膠束乳液聚合得到兩親疏水締合聚合物，然后將納米二氧化硅(粒徑小 于50納米)分散在聚合物溶液中反應(yīng)一段時間后形成聚合物包覆納米二氧化硅的聚合物基納米復合材料，烘干粉碎制得的抗溫耐鹽降失水劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑的制備方法，其特征在于:所述反相乳液或超細乳液聚合或膠束乳液聚合采用兩步合成法，其合成步驟是: 第一步，合成兩親嵌段疏水締合聚合物: (1)依次將丙烯酰胺，2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，馬來酸酐等參加的親水反應(yīng)在溶劑中混合攪拌均勻，加堿液調(diào)節(jié)PH值至7~8后置入反應(yīng)釜； (2)在反應(yīng)釜中加入乳化劑，然后加入疏水反應(yīng)單體苯乙烯，攪拌均勻； (3)在反應(yīng)溫度為56~95°C時，通入氮氣30分鐘后，加入引發(fā)劑，反應(yīng)6~7小時后得到膠狀物即為兩親嵌段疏水締合聚合物溶液； 第二步，合成兩親嵌段疏水締合聚合物包覆無機納米二氧化硅的聚合物基納米復合材料: 將第一步所得膠狀產(chǎn)物按一定比例稀釋，然后加入納米二氧化硅，再緩慢滴加特殊催化劑，反應(yīng)2~3小時后可得兩親嵌段疏水締合聚合物包覆無機納米二氧化硅的聚合物基納米復合材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑的制備方法，其特征在于:所述堿為氫氧化鈉、強氧化鉀、氫氧化銨中的一種或多種；乳化劑為司班80、0P-10、十二烷基硫酸鈉中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑的制備方法，其特征在于:所述引發(fā)劑重量為所有參與反應(yīng)單體重質(zhì)量的0.02~1% ;且引發(fā)劑為有機過氧類引發(fā)劑、無機過氧類引發(fā)劑、水溶性氧化還原類引發(fā)劑或者油溶性氧化還原類引發(fā)劑中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聚合物納米二氧化硅抗溫耐鹽降失水劑的制備方法，其特征在于:所述參與反 應(yīng)單體濃度為10~20wt.%。
【文檔編號】C09K8/035GK103525379SQ201310496007
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】毛惠, 邱正松, 黃維安, 沈忠厚 申請人:中國石油大學(華東)