專利名稱：一種聚合物基微觀復(fù)合油品減阻聚合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是用于油品管道減阻輸送技術(shù)中的一種聚合物基微觀復(fù)合油品減阻聚合物制備方法，涉及有機大分子化合物、使用無機物或大分子有機物作為配料和管道系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
管道運輸同鐵路、公路、海運、航空共為五大交通運輸工具，工業(yè)意義上的管道運輸主要體現(xiàn)于原油、成品油和天然氣的輸送。油品減阻輸送技術(shù)具有成本低、起效快、減阻明顯和靈活簡便的特點，可以實現(xiàn)輸量調(diào)節(jié)、降低管輸壓力，最終達到油品的安全經(jīng)濟輸送的目的。油品減阻劑經(jīng)歷了多年的發(fā)展，最初的表面活性劑類減阻劑已經(jīng)被以高級α烯烴為代表的高聚物減阻劑所取代。通過在油品中注入少量的高聚物減阻劑，降低流動阻力， 實現(xiàn)減阻增輸?shù)男ЧＲ话愀呔畚锏姆肿恿吭酱?，非結(jié)晶程度越高則減阻效果越好。但目前分子量達到數(shù)百萬的高分子聚合物極易因分子鏈的斷裂使其分子量減小而失去減阻功能-剪切降解，并且這類降解屬性是永久性、不可逆的，所以油品流經(jīng)高剪切環(huán)境，需再補充減阻劑以維持其減阻效果。高聚物類油品減阻劑目前的研究仍集中在反應(yīng)控制進行性能提高和分散隔離優(yōu)化提高穩(wěn)儲性能兩個方面。而目前的油品減阻劑無抗剪切性能，因此，從技術(shù)發(fā)展趨勢和生產(chǎn)需求角度進一步提高減阻效果，提高減阻劑的抗剪切性能，開發(fā)高效抗剪切類減阻劑成為油品減阻劑的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種基于聚合物基體和無機粒子的微觀復(fù)合，具有一定抗剪切能力、減阻性能良好的聚合物基微觀復(fù)合油品減阻聚合物的制備方法。本發(fā)明復(fù)合減阻劑是超高分子量聚合物為基體同無機粒子按質(zhì)量999 1-95 5 的配比制得。所述超高分子量聚合物是高級α烯烴類聚合物，分子量在100萬以上；所述無機粒子包括無機納米粒子和層狀硅酸鹽；其中無機納米粒子包括納米 SiO2,納米CaCO3,納米Al2O3和納米T^2等納米粒子；層狀硅酸鹽包括納米高嶺土和蒙脫土等層狀粘土。復(fù)合減阻劑的制備方法具體是第一步將定量高粘性的高級α烯烴在低于-130°C下加入分散劑粉碎，篩分出 60-80目O50-180um)顆粒，將粉碎篩分好的高級α烯烴顆粒冷藏于_10°C以下備用；第二步準確稱量偶聯(lián)劑(為無機粒子質(zhì)量的1-5% )，溶于溶劑中(如鈦酸酯偶聯(lián)劑對應(yīng)石油醚為溶劑；硅烷偶聯(lián)劑對應(yīng)乙醇為溶劑)，加入無機納米粒子，超聲處理 0. 5-2小時，再在30-80°C之間的某一溫度下高速攪拌0. 5-4小時，然后放入真空烘箱去除溶劑5- 小時，取出后研磨備用；第三步將高級α烯烴顆粒按質(zhì)量比1 20-1 5置于柴油中，攪拌溶解2_36小時，升溫至20-80°C之間的某一溫度，按質(zhì)量比例加入一定份數(shù)的處理過的納米粒子，超聲處理0.5-2小時后慢速攪拌1-6小時，待高級α烯烴和納米粒子完全復(fù)合后，再轉(zhuǎn)移至真空干燥箱中固化干燥10-24小時即得微觀復(fù)合油品減阻劑。所述分散劑是硬脂酸鈣或EBS，用量為聚α-烯烴顆粒的5% -10% ；所述偶聯(lián)劑包括鈦酸酯偶聯(lián)劑，硅烷偶聯(lián)劑，有機改性劑(CTAB、C12A，C14A，C16A， C18A)；所述高級α烯烴攪拌溶解時間是根據(jù)其顆粒大小適當(dāng)調(diào)整，應(yīng)介于2-36小時之間；所述高級α烯烴攪拌溶解溫度是根據(jù)具體需求進行調(diào)整，介于20-80°C之間。本發(fā)明所依據(jù)的原理隨著復(fù)合材料理論和實踐的發(fā)展，通過優(yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計和微觀結(jié)構(gòu)的復(fù)合，可以改善材料固有特性，增加材料的功能特性等。其中以無機或有機的微觀粒子與聚合物進行復(fù)合，制備聚合物基微觀復(fù)合材料，利用無機粒子如納米粒子具有納米尺度效應(yīng)、宏觀量子效應(yīng)、隧道效應(yīng)、大的比表面積以及強的界面相互作用，提高聚合物的機械強度、剛性、提高熱變形溫度、改善加工性能等。還可以通過選擇具有功能性的粒子，使材料表現(xiàn)出許多特殊功能性。采用高級α烯烴為聚合物基體與無機納米剛性粒子或?qū)訝罟杷猁}合成微觀復(fù)合材料，使二者產(chǎn)生協(xié)同作用。利用納米粒子提高有機分子鏈的剛性，促進有機分子鏈的伸展；利用有機分子基體增強復(fù)合材料的油溶性，促進復(fù)合材料的快速分散起效，實現(xiàn)復(fù)合油品減阻劑的減阻和抗剪切特性的提高。本發(fā)明的微觀復(fù)合減阻劑制備方法過程簡單，條件溫和，減阻效果好，并具有一定的抗剪切能力。
具體實施例方式買施例1.將200g高粘性的高級α烯烴在低于其玻璃化溫度下加入球磨機中，加入12g硬脂酸鈣或EBS粉末粉碎篩分得到60目粒度范圍內(nèi)顆粒，并冷藏于-10°C以下備用。容器中加入一定量的石油醚，稱取鈦酸酯偶聯(lián)劑0.2g，在容器中加入IOg納米 SiO2 (IOnm)，置于超聲波容器中超聲分散1小時，加熱至60°C高速攪拌0. 5小時，轉(zhuǎn)移至真空干燥箱中干燥20小時，獲得改性納米S^2顆粒，研磨備用。將30g高級α烯烴顆粒置于IOOml柴油中，攪拌溶解4小時，升溫至60°C，加入 1. 5g改性納米SiO2，超聲處理1小時后高速攪拌2小時，待高級α烯烴和納米粒子完全復(fù)合后，再轉(zhuǎn)移至真空干燥箱中固化干燥M小時即得微觀復(fù)合油品減阻劑。經(jīng)柴油減阻評價測試系統(tǒng)，減阻劑濃度25ppm，測得減阻率為35. 42%，經(jīng)一次過泵剪切后，減阻率維持在10. 87%。實施例2.將200g高粘性的高級α烯烴在低于其玻璃化溫度下加入球磨機中，加入12g硬脂酸鈣或EBS粉末粉碎篩分得到60目粒度范圍內(nèi)顆粒。量取IOOml蒸餾水，加入IOg納基蒙脫土，加熱至80°C，高速攪拌5小時，得到均相的懸浮液，隨后滴加十六烷基三甲基溴化銨(CTAB) 2g，繼續(xù)攪拌10小時，再進行抽濾洗滌， 待濾液無氯離子后，將濾餅轉(zhuǎn)移至真空干燥箱中干燥20小時，取出研磨備用。將30g高級α烯烴顆粒置于IOOml柴油中，攪拌溶解4小時，升溫至80°C，加入 1. 5g改性蒙脫土，超聲處理1小時后高速攪拌2小時，再轉(zhuǎn)移至真空干燥箱中固化干燥24 小時即得微觀復(fù)合油品減阻劑。經(jīng)柴油減阻評價測試系統(tǒng)，減阻劑濃度25ppm，測得減阻率為32. 42%，經(jīng)一次過泵剪切后，減阻率維持在8.2%。本例合成過程簡單，條件溫和，減阻效果好，并具有一定的抗剪切能力。
權(quán)利要求
1.一種聚合物基微觀復(fù)合油品減阻聚合物的制備方法，它是超高分子量聚合物為基體同無機粒子按質(zhì)量999 1-95 5的配比制得；所述超高分子量聚合物是高級α烯烴類聚合物，分子量在100萬以上；所述無機粒子包括無機納米粒子和層狀硅酸鹽；其中無機納米粒子包括納米SiO2,納米CaCO2,納米Al2O3和納米TW2等納米粒子；層狀硅酸鹽包括納米高嶺土和蒙脫土等層狀粘土 ；其特征在于制備方法是第一步將定量高粘性的高級α烯烴在低于-130°C下加入分散劑粉碎，篩分出60-80 目顆粒，將粉碎篩分好的高級α烯烴顆粒冷藏于-10°C以下備用；第二步準確稱為無機粒子質(zhì)量的1-5%量的偶聯(lián)劑，溶于溶劑中，加入無機納米粒子，超聲處理0. 5-2小時，再在30-80°C之間的某一溫度下高速攪拌0. 5-4小時，然后放入真空烘箱去除溶劑5-M小時，取出后研磨備用；第三步將高級α烯烴顆粒按質(zhì)量比1 20-1 5置于柴油中，攪拌溶解2-36小時， 升溫至20-80°C之間的某一溫度，按質(zhì)量比例加入一定份數(shù)的處理過的納米粒子，超聲處理 0. 5-2小時后慢速攪拌1-6小時，待高級α烯烴和納米粒子完全復(fù)合后，再轉(zhuǎn)移至真空干燥箱中固化干燥10-24小時即得微觀復(fù)合油品減阻劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物基微觀復(fù)合油品減阻聚合物的制備方法，其特征在于所述分散劑是硬脂酸鈣或EBS，用量為聚α-烯烴顆粒的5% -10%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物基微觀復(fù)合油品減阻聚合物的制備方法，其特征在于所述偶聯(lián)劑包括鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑或有機改性劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物基微觀復(fù)合油品減阻聚合物的制備方法，其特征在于所述高級α烯烴攪拌溶解時間是根據(jù)其顆粒大小適當(dāng)調(diào)整，應(yīng)介于2-36小時之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚合物基微觀復(fù)合油品減阻聚合物的制備方法，其特征在于所述高級α烯烴攪拌溶解溫度是根據(jù)具體需求進行調(diào)整，介于20-80°C之間。
全文摘要
本發(fā)明是一種高性能聚合物基微觀復(fù)合油品減阻劑的制備方法。它是1)將定量的高級α烯烴在低于-130℃下加入分散劑粉碎，篩分出60-80目顆粒，冷藏于-10℃以下；2)準確稱量偶聯(lián)劑，溶于溶劑中，加入無機納米粒子，超聲處理0.5-2小時，在30-80℃高速攪拌0.5-4小時，后放入真空烘箱5-24小時，取出后研磨；3)將高級α烯烴顆粒按質(zhì)量比1∶20-1∶5置于柴油中，攪拌2-36小時，升溫至20-80℃，按質(zhì)量比加入處理過的納米粒子，超聲處理0.5-2小時后慢速攪拌1-6小時，待高級α烯烴和納米粒子完全復(fù)合后，再轉(zhuǎn)移至真空干燥箱中干燥10-24小時即可。它具有一定抗剪切能力，減阻性能良好。
文檔編號C08K3/34GK102329401SQ20111024055
公開日2012年1月25日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月19日
發(fā)明者代曉東, 劉瑋蒞, 張志恒, 李春漫, 楊法杰, 郭海峰, 高艷清 申請人:中國石油天然氣股份有限公司