一种多元缔合型聚合物清洁压裂液增稠剂及制备方法

摘要

一种多元缔合型聚合物清洁压裂液增稠剂，评价指标为：0.3％水溶液20℃粘度≥30mPa·s；破胶后溶液粘度≤5mPa·s；静态悬砂时间≥10min。本发明还公开了制备上述多元缔合型聚合物清洁压裂液增稠剂的方法。

主权项

一种多元缔合型聚合物清洁压裂液增稠剂，评价指标为：0.3％水溶液20℃粘度≥30mPa·s；破胶后溶液粘度≤5mPa·s；静态悬砂时间≥10min；通过下述方法得到：A)多元缔合单体的合成；a)顺丁烯二酸单长碳链烷基酯钠盐的合成：保持釜内温度10‑30℃，以混合反应体系总质量100％计，加入占混合反应体系总质量49.5‑56.9％的甲苯溶剂、12‑14％的顺丁烯二酸酐搅拌至溶解，加入26‑30％的碳链长度为8‑22的长碳链醇和0.1‑0.5％的对甲基苯磺酸钠搅拌至溶解；密闭反应釜后升温至60‑80℃进行反应，用5‑6％的碱进行中和反应，冷却至室温后过滤，得到的白色固体为顺丁烯二酸单长碳链烷基酯钠盐；b)N‑长碳链烷基丙烯酰胺的合成：保持釜内温度10‑30℃，加入占混合反应体系总质量45.5‑51.9％的甲苯溶剂、38‑42％的碳链长度为8‑22的长碳链烷基胺搅拌至溶解，加入10‑12％的丙烯酸和0.1‑0.5％的对甲基苯磺酸钠搅拌至溶解；密闭反应釜后升温至85‑95℃，通过水分离器密闭分离反应产生的水，反应后在80‑90℃减压蒸馏至无馏出物，冷却至室温后在反应釜中得到的淡黄色油状固体为N‑长碳链烷基丙烯酰胺；c)长碳链烷基二甲基烯丙基氯化铵或长碳链烷基二甲基对甲基苯乙烯基氯化铵的合成：保持釜内温度10‑30℃，加入占混合反应体系总质量30‑32％的无水乙醇、48‑50％的碳链长度为8‑22的长碳链烷基二甲基叔胺搅拌至溶解，加入18‑22％的氯丙烯或对氯甲基苯乙烯搅拌至溶解；密闭反应釜后升温至50‑60℃进行反应，在80‑90℃减压蒸馏至无馏出物，得到的白色固体为长碳链烷基二甲基烯丙基氯化铵或长碳链烷基二甲基对甲基苯乙烯基氯化铵；d)长碳链烷基乙烯基醚，碳链长度为8‑22：购自太原市合成化工厂；B)多元缔合型聚合物清洁压裂液增稠剂的合成保持釜内温度10‑30℃，在搅拌混合釜中依次加入去离子水、含有乙烯基团的水溶性单体，多元缔合单体顺丁烯二酸单长碳链烷基酯钠盐、N‑长碳链烷基丙烯酰胺、长碳链烷基二甲基烯丙基氯化铵或长碳链烷基二甲基对甲基苯乙烯基氯化铵、长碳链烷基乙烯基醚中的任意两种以上，搅拌至溶解；以去离子水、含有乙烯基团的水溶性单体、多元缔合单体总质量100％计，去离子水55‑75％，含有乙烯基团的水溶性单体占20‑35％，多元缔合单体占5‑10％；再加入占总质量0.1‑0.5％的氧化还原体系引发剂和占总质量0.1‑0.5％偶氮类引发剂进行多级引发；升温至80‑95℃，控制在此温度下反应，使所得到的聚合物的分子量为200‑400万；氧化还原体系引发剂中的氧化剂为过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵，还原剂为亚硫酸氢钠或亚硫酸钠，氧化剂与还原剂的质量比为1:1；偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐或偶氮二异丁脒盐酸盐；C)后处理将分子量为200‑400万的聚合物造粒、干燥、粉碎、包装后得到多元缔合型聚合物清洁压裂液增稠剂。