專利名稱：水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑及其加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表面活性劑及其加工方法。
背景技術(shù)：
隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，號(hào)稱工業(yè)味精的水溶性高分子聚合物增稠劑的用途越來(lái)越廣，用量越來(lái)越大，在使用水溶性高分子聚合物增稠劑產(chǎn)品的過(guò)程中存在的問(wèn)題也就越顯突出，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面是針對(duì)于天然水溶性高分子聚合物增稠劑，如胍膠，魔芋膠，香豆角膠，海藻膠等等，以胍膠為例，因?yàn)殡夷z粉末顆粒遇水以后，迅速增粘，如果在接觸水以前沒(méi)有充分分散開(kāi)來(lái)，就極易形成膠包(一種膠粉團(tuán)塊，內(nèi)部為干核，外部為已溶解膨脹的溶膠，溶膠將水阻隔在外面，致使包內(nèi)的干核極難溶解，甚至無(wú)法溶解)，研究人員做了大量工作，力圖找到一種將水溶性聚合物有效溶解在水中的方法，有時(shí)將干粉水溶性聚合物用水溶性有機(jī)溶劑或表面活性物質(zhì)潤(rùn)濕，以求流體滲入顆粒之間將它們分離開(kāi)來(lái)。使用這些方法進(jìn)行水溶解時(shí)，在冷水中效果尚可，但溫水或熱水時(shí)就會(huì)遇到重重困難。對(duì)于水溶性高分子聚合物增稠劑分散在惰性有機(jī)流體中制得濃縮懸浮液的工作，也被應(yīng)用在鉆井工業(yè)和采油工業(yè)，其中以哈里伯頓公司的濃縮親水聚合物懸浮液配方性能最優(yōu)越，它的專利描述為將占懸浮液重量百分?jǐn)?shù)為25％～60％的水溶性高分子聚合物至少包括胍膠，羥丙基胍膠，羧甲基羥丙基胍膠，羥乙基纖維素和羧甲基羥乙基纖維素中的一種，加入到加有重量百分?jǐn)?shù)為1％～10％的懸浮劑的烴質(zhì)流體攜帶液中，在混合過(guò)程中經(jīng)受高剪切作用，制得一種較穩(wěn)定的親水聚合物在烴質(zhì)攜帶液中的濃縮懸浮液。此方法在實(shí)際應(yīng)用中存在許多缺陷，包括攜帶液范圍太窄，僅局限于烴質(zhì)流體；所能改造的水溶性高分子聚合物的種類太少，僅為胍膠，羥丙基胍膠，羧甲基羥丙基胍膠，羥乙基纖維素和羧甲基羥乙基纖維素中的一種或幾種；濃縮懸浮液的配制過(guò)程太復(fù)雜，不便于操作，尤其需要高剪切作用，對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)制約很大；穩(wěn)定時(shí)間短，容易形成沉淀，不利于工業(yè)化應(yīng)用等等。另一方面，針對(duì)于人工合成水溶性高分子聚合物增稠劑，如黃原膠，聚丙烯酰胺等等，以聚丙烯酰胺為例，為了提高增稠能力，干粉聚丙烯酰胺的分子量越來(lái)越高，但溶解卻越來(lái)越困難，為了改善聚丙烯酰胺的溶解性能，研究人員做了大量工作，采用造粒技術(shù)，在聚丙烯酰胺生產(chǎn)過(guò)程中加入造粒工序，將聚丙烯酰胺以針狀、球狀、蜂窩狀顆粒的形式形成產(chǎn)品，基地化應(yīng)用還是比較方便的，但隨著應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，以及使用數(shù)量和場(chǎng)合的隨機(jī)性，導(dǎo)致聚丙烯酰胺顆粒產(chǎn)品的使用相當(dāng)被動(dòng)，研究人員試圖改變生產(chǎn)工藝，將聚丙烯酰胺直接生產(chǎn)為液體形式的產(chǎn)品，這方面的工作取得了一定的進(jìn)展，最新研究成果表明，研究人員已經(jīng)掌握了聚丙烯酰胺準(zhǔn)反相微膠乳的生產(chǎn)技術(shù)。但目前只能生產(chǎn)出分子量在1000萬(wàn)以下的產(chǎn)品，且成本高，有效固含量低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定時(shí)間短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題就是提供一種新型的水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑及其加工方法，解決目前水溶性高分子聚合物增稠劑懸浮液穩(wěn)定時(shí)間短；溶劑可選擇范圍窄(只限于烴質(zhì)溶劑)；可適用增稠劑少(只適用于胍膠，羥丙基胍膠，羧甲基羥丙基胍膠，羥乙基纖維素和羧甲基羥乙基纖維素中的一種或幾種)；人工合成水溶性高分子聚合物增稠劑，如聚丙烯酰胺準(zhǔn)反相微膠乳的分子量低(在1000萬(wàn)以下)，乳液固含量低，生產(chǎn)成本高，穩(wěn)定時(shí)間短的問(wèn)題。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的它是由下述重量單位的原料制成由60～150份的丙烯酸高碳醇酯，50～100份的山梨醇酯，90～210份的去離子水，580～690份的有機(jī)溶劑以及20～60份的乳化劑，3～10份聚合作用引發(fā)劑組成。
上述水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑的加工方法分為以下工序1、加料在反應(yīng)斧中加入90～210份的去離子水、50～100份的山梨醇酯、580～690份的有機(jī)溶劑、20～60份的乳化劑。2、攪拌攪拌速度控制在80～130轉(zhuǎn)/分鐘，同時(shí)在反應(yīng)斧中通入氮?dú)狻?、升溫在30分鐘之內(nèi)，使溫度控制在50～60℃之間。4、加料先向反應(yīng)斧中加入研磨好的60～150份的丙烯酸高碳醇酯，再加入3～10份聚合作用引發(fā)劑。5、升溫在30分鐘之內(nèi)，使溫度控制在80～120℃之間。6、維持。7、控溫當(dāng)出現(xiàn)溫度急劇升高時(shí)，采取措施使溫度控制在80～120℃之間。8、維持維持現(xiàn)有狀態(tài)2.5～4小時(shí)。
上述水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑及其加工方法，所述的丙烯酸高碳醇酯的碳鏈長(zhǎng)度在C30～C40之間。
上述水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑及其加工方法，所述的山梨醇酯為失水山梨醇單油酸酯。
上述水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑及其加工方法，所述的有機(jī)溶劑可為烴類溶劑、酯類溶劑包括石化產(chǎn)品和植物油、醇、醛、酚、醚中的一種或幾種。
上述水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑及其加工方法，所述的乳化劑為任何一種油包水型乳化劑。
上述水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑及其加工方法，所述的聚合作用引發(fā)劑為輻射引發(fā)劑或熱引發(fā)劑或氧化還原引發(fā)劑。
使用本發(fā)明水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑對(duì)水溶性高分子聚合物增稠劑進(jìn)行液體改造，具有以下優(yōu)點(diǎn)可選擇的溶劑范圍廣泛包括烴類溶劑，酯類溶劑(石化產(chǎn)品和植物油)，醇，醛，酚，醚等等；可進(jìn)行液體化改造的水溶性高分子聚合物增稠劑范圍廣泛包括植物膠類(如胍膠，魔芋膠，皂莢膠，香豆角膠等等，以及它們的衍生物和改性纖維素)；人工合成水溶性高分子聚合物增稠劑(如聚丙烯酰胺，黃原膠等等)；微溶懸浮液配制操作十分簡(jiǎn)單，無(wú)需泵送或剪切，適合大規(guī)模生產(chǎn)；微溶懸浮液中有效固含量高；保質(zhì)期長(zhǎng)等。
具體實(shí)施例方式
以下給出本發(fā)明的三個(gè)配方實(shí)施例實(shí)施例1在反應(yīng)斧中，分別加入210份水，50份山梨醇單油酸酯，630份柴油，20份的乳化劑，開(kāi)動(dòng)攪拌，攪拌速度為80轉(zhuǎn)/分鐘。通入氮?dú)?，同時(shí)在30分鐘之內(nèi)使反應(yīng)斧內(nèi)溫度升溫至55℃。將事先研磨好的丙烯酸高碳醇酯(C32～C36)110份緩緩加入，再加入3份過(guò)硫酸鉀引發(fā)劑，并在30分鐘之內(nèi)使反應(yīng)斧內(nèi)溫度繼續(xù)升溫至85℃，維持約3小時(shí)。當(dāng)溫度急劇升高時(shí)，采取措施控溫在120℃以下、85℃以上，維持約2.5小時(shí)，自然降溫。得到淺棕色半膠態(tài)油狀物。取本產(chǎn)物10克，加入盛有40克柴油的燒杯中，用玻璃棒攪勻，加入50克胍膠粉，攪勻，得到均勻，穩(wěn)定的微溶懸浮液，密封貯存15天，表面有10％溶劑析出，容器底部無(wú)沉淀，流動(dòng)性良好，搖勻，取此微溶懸浮液1克，置于燒杯，用99克清水配溶液，只需稍微攪動(dòng)，形成均勻溶液，無(wú)膠包，粘度上升迅速。
實(shí)施例2在反應(yīng)斧中，分別加入90份水，100份山梨醇單油酸酯，690份色拉油，60份乳化劑，開(kāi)動(dòng)攪拌，攪拌速度為110轉(zhuǎn)/分鐘。通入氮?dú)?，同時(shí)在30分鐘之內(nèi)使反應(yīng)斧內(nèi)溫度升溫至50℃。將事先研磨好的丙烯酸高碳醇酯(C30～C35)60份緩緩加入，再加入8份過(guò)硫酸鉀引發(fā)劑，并在30分鐘之內(nèi)使反應(yīng)斧內(nèi)溫度繼續(xù)升溫至120℃，維持約2.5小時(shí)。當(dāng)溫度急劇升高時(shí)，采取措施控溫在120℃以下、90℃以上，維持約3小時(shí)，自然降溫。得到淺黃色半膠態(tài)油狀物。取本產(chǎn)物8克，加入盛有45克色拉油的燒杯中，用玻璃棒攪勻，加入47克胍膠粉，攪勻，得到均勻，穩(wěn)定的微溶懸浮液，密封貯存15天，表面有15％溶劑析出，容器底部有部分沉淀，流動(dòng)性尚好，搖勻，取此微溶懸浮液1克，置于燒杯，用99克清水配溶液，只需稍微攪動(dòng)，形成均勻溶液，無(wú)膠包，粘度上升迅速。
實(shí)施例3在反應(yīng)斧中，分別加入180份水，70份山梨醇單油酸酯，580份色拉油，4份乳化劑，開(kāi)動(dòng)攪拌，攪拌速度為130轉(zhuǎn)/分鐘。通入氮?dú)?，同時(shí)在30分鐘之內(nèi)使反應(yīng)斧內(nèi)溫度升溫至60℃。將事先研磨好的丙烯酸高碳醇酯(C36～C40)150份緩緩加入，再加入10份過(guò)硫酸鉀引發(fā)劑，并在30分鐘之內(nèi)使反應(yīng)斧內(nèi)溫度繼續(xù)升溫至80℃，維持約4小時(shí)。當(dāng)溫度急劇升高時(shí)，采取措施控溫在120℃以下、80℃以上，維持約4小時(shí)，自然降溫。得到淺黃色半膠態(tài)油狀物。取本產(chǎn)物11克，加入盛有44克煤油的燒杯中，用玻璃棒攪勻，加入45克聚丙烯酰胺粉末，攪勻，得到均勻，穩(wěn)定的微溶懸浮液，貯存15天，表面有5％溶劑析出，容器底部無(wú)沉淀，流動(dòng)性良好，搖勻，取此微溶懸浮液1克，置于燒杯，用99克清水配溶液，只需稍微攪動(dòng)，形成均勻溶液，無(wú)膠包，粘度上升迅速。
使用本發(fā)明效果明顯，如將1000克水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑均勻分散于容器中的4500克柴油中，再加入4500克分子量為1800萬(wàn)單位的陰離子聚丙烯酰胺粉末(100目以上)，攪拌均勻，得到穩(wěn)定的聚丙烯酰胺微溶懸浮液體。取上述配制的懸浮液10克，置于燒杯中，取來(lái)990克清水倒入燒杯，用玻璃棒稍加攪動(dòng)，幾秒鐘后，聚丙烯酰胺全部溶解，無(wú)團(tuán)塊。又如將1000克水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑均勻分散于容器中的4500克植物油中，繼而加入4500克魔芋膠粉，(100目以上)，攪拌均勻，得到穩(wěn)定的魔芋膠微溶懸浮液體。本液體室溫密封儲(chǔ)存18個(gè)月，表面略有一薄層浮油(有機(jī)溶劑)，無(wú)沉淀現(xiàn)象，流動(dòng)性良好，倒出上述液體10克，置于燒杯中，取來(lái)990克清水倒入燒杯，用玻璃棒稍加攪動(dòng)，充分分散，無(wú)團(tuán)塊，幾分鐘后，魔芋膠完全溶解，測(cè)量粘度值，與相同當(dāng)量粉劑理論值一致，說(shuō)明無(wú)粘度損失。規(guī)模應(yīng)用方便，如在反應(yīng)釜內(nèi)加入1200公斤柴油，將300公斤水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑加入釜內(nèi)，開(kāi)動(dòng)攪拌槳(60rpm)，10分鐘后，加入1500公斤胍膠粉，攪拌20分鐘，出釜。使用上述水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體進(jìn)行油井壓裂，配液時(shí)，將液體倒入進(jìn)行水循環(huán)的混砂車的砂斗中，每個(gè)液罐加入定量的水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體，加入過(guò)程中，無(wú)需控制加入速度，每配一罐液，即時(shí)檢測(cè)，均滿足使用要求。
權(quán)利要求
1.一種水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑，其特征在于它是由下述重量單位的原料制成由60～150份的丙烯酸高碳醇酯，50～100份的山梨醇酯，90～210份的去離子水，580～690份的有機(jī)溶劑以及20～60份的乳化劑，3～10份聚合作用引發(fā)劑組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑的加工方法，其特征在于它分為以下工序1、加料在反應(yīng)斧中加入90～210份的去離子水、50～100份的山梨醇酯、580～690份的有機(jī)溶劑、20～60份的乳化劑；2、攪拌攪拌速度控制在80～130轉(zhuǎn)/分鐘，同時(shí)在反應(yīng)斧中通入氮?dú)猓?、升溫在30分鐘之內(nèi)，使溫度控制在50～60℃之間；4、加料先向反應(yīng)斧中加入研磨好的60～150份的丙烯酸高碳醇酯，再加入3～10份聚合作用引發(fā)劑；5、升溫在30分鐘之內(nèi)，使溫度控制在80～120℃之間；6、維持；7、控溫當(dāng)出現(xiàn)溫度急劇升高時(shí)，采取措施使溫度控制在80～120℃之間；8、維持維持現(xiàn)有狀態(tài)2.5～4小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑及其加工方法，其特征在于所述的丙烯酸高碳醇酯的碳鏈長(zhǎng)度在C30～C40之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑及其加工方法，其特征在于所述的山梨醇酯為失水山梨醇單油酸酯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑及其加工方法，其特征在于所述的有機(jī)溶劑可為烴類溶劑、酯類溶劑包括石化產(chǎn)品和植物油、醇、醛、酚、醚中的一種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑及其加工方法，其特征在于所述的乳化劑為任何一種油包水型乳化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑及其加工方法，其特征在于所述的聚合作用引發(fā)劑為輻射引發(fā)劑或熱引發(fā)劑或氧化還原引發(fā)劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種表面活性劑及其加工方法。它是由下述重量單位的原料制成由60～150份的丙烯酸高碳醇酯，50～100份的山梨醇酯，90～210份的去離子水，580～690份的有機(jī)溶劑以及20～60份的乳化劑，3～10份聚合作用引發(fā)劑組成。使用本發(fā)明水溶性高分子聚合物增稠劑速溶液體改造劑對(duì)水溶性高分子聚合物增稠劑進(jìn)行液體改造，具有以下優(yōu)點(diǎn)可選擇的溶劑范圍廣泛，可進(jìn)行液體化改造的水溶性高分子聚合物增稠劑范圍廣泛，微溶懸浮液配制操作十分簡(jiǎn)單，無(wú)需泵送或剪切，適合大規(guī)模生產(chǎn)，微溶懸浮液中有效固含量高，保質(zhì)期長(zhǎng)等。
文檔編號(hào)C08F2/32GK1616504SQ20031011341
公開(kāi)日2005年5月18日 申請(qǐng)日期2003年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月10日
發(fā)明者陳新陽(yáng) 申請(qǐng)人:陳新陽(yáng)