[發明專利]用作高離子強度鹽溶液增稠劑的聚電解質絡合物

無效

• 申請號: 200680026485.5
• 申請日: 2006-07-12
• 公開（公告）號: CN101283043A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發明（設計）人: 宋志強;毛建文
• 申請（專利權）人: 西巴特殊化學制品控股公司
• 主分類號: C08L33/00
• 分類號: C08L33/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 陳桉;封新琴

技術領域

本發明涉及能夠增粘或稠化高含鹽體系的聚電解質絡合物組合物(polyelectrolyte?complex?composition)。該聚電解質絡合物組合物由陽離子聚合物和陰離子聚合物組成，所述陽離子聚合物和陰離子聚合物可以是線性水溶性的、交聯水溶性的或交聯水不溶性的(或可溶脹的)。

背景技術

使用高分子量的聚合物，可以實現對水性溶劑和有機溶劑增粘或稠化，從而控制使用這些水性溶劑和有機溶劑作為稀釋劑的體系的粘度和流變性能。使用高分子量陽離子和陰離子聚合物或聚電解質作為水基體系(water-based?system)中的增稠劑是眾所周知的。然而，常規的聚合增稠劑或增粘劑通常難以有效增粘具有高離子強度或高含鹽量的溶液。對于用作堿可溶性的增稠劑的聚電解質如丙烯酸鈉均聚物和共聚物尤其如此。

聚電解質主要通過聚合物鏈上的相同電荷之間的靜電排斥來擴展其在溶液中的尺寸，從而實現高溶液粘度和產生增粘效果。而在高離子強度條件下，聚合物鏈的擴展趨于坍塌。

美國專利4,497,923公開了一種通過混合陰離子聚合物(磺化乙烯-丙烯離聚物)的有機溶液和陽離子聚合物(苯乙烯和乙烯基吡啶的共聚物)的有機溶液以在有機液體中形成共聚體絡合物(interpolymer?complex)來增粘有機液體的方法。在相對較低的固含量下，該共聚體絡合物的有機溶液的粘度高于單獨的起始溶液的粘度平均值，且該共聚體絡合物的有機溶液呈現出對諸如溶劑防霧的目標應用中所需的剪切增稠效果。該專利涉及的是不存在無機鹽的非水性體系。

美國專利4,540,496(Exxon)公開了一類用于高離子強度鉆井泥漿(drilling?muds)的增粘劑的新系列，其基于丙烯酰胺(AAm)-苯乙烯磺酸鈉(SSS)-丙烯酰氨基丙基三甲基氯化銨(MAPTAC)的三元共聚物。這種分子內的離子絡合改進了高離子強度石油鉆井液(oil?drilling?fluids)的增粘能力。該專利不涉及共聚體絡合物。

美國專利4,584,339(Exxon)公開了一種利用低電荷離子丙烯酰胺共聚物(丙烯酰胺和苯乙烯磺酸鈉的共聚物以及丙烯酰胺和甲基丙烯酰氨基丙基三甲基氯化銨的共聚物)的共聚體絡合來增加水的粘度的方法。為了避免溶液形式的絡合物相分離，沿著聚合物主鏈的電荷密度應該相對較低。所觀察到的粘度增加的機理被認為主要是由于分子間離子鍵的形成增加了絡合物的表觀分子量。雖然單獨的共聚物組分的粘度顯示出通常的剪切稀化性能，但可溶性共聚體絡合物的水溶液呈現出膨脹(剪切增稠)流變性能。然而水溶性無機鹽的添加會妨礙絡合物并且降低粘度。

美國專利4,942,189(Exxon)教導了利用中和的磺化聚合物(水不溶性的)和苯乙烯/乙烯基吡啶共聚物在水不溶性有機溶劑中的共聚體絡合物界面增粘水溶液。當將該有機共聚體絡合物溶液與水混合時，由于形成了大量分散于連續水相中的細小的充滿水的顆粒，從而導致粘度大大增加。該專利涉及乳化體系。

美國專利4,970,260(Exxon)公開了用于增粘含鹽溶液的低電荷密度聚合物絡合物溶液。該聚合物絡合物由丙烯酰胺與磺酸鹽單體(例如，苯乙烯磺酸鈉)的共聚物(作為陰離子聚合物組分)和丙烯酰胺與季銨單體(例如，甲基丙烯酰氨基丙基三甲基氯化銨)的共聚物(作為陽離子聚合物組分)而組成。用于聚合物絡合物的陽離子聚合物和陰離子聚合物都是具有低電荷密度的強聚電解質(電荷密度：用于陽離子聚合物的季銨單體＜35％和用于陰離子聚合物的磺酸鹽單體＜50％)。要求保護的聚合物溶液包含小于5％的低電荷密度共聚體絡合物。專利權人宣稱高電荷密度共聚體絡合物反而不溶于含鹽溶液中，因此增粘性能和增稠效果差。還沒有研究和公開過通過一種強聚電解質與一種帶有相反電荷的弱聚電解質的結合以及兩種具有相反電荷的弱聚電解質的結合來形成共聚體絡合物的可能性。

EP-A?0130732(Halliburton)公開了一種陰離子聚合物組合物和它在增產地下巖層以提高采油中的用途。該陰離子聚合物組合物包含＜20％的陽離子聚合物或兩性聚合物作為分散劑以防止該水溶性聚合物的聚集。該陰離子聚合物組合物可以包含一種或多種鹵化物鹽如氯化鈉。通過陰離子聚合物和陽離子聚合物的結合而獲得粘度增加的協同效應還沒有被觀察到，而且這種協同效應也不是發明人所預料和尋求的效應。相反，他們發現陽離子聚合物可在鹽水中分散陰離子聚合物，從而解決了與現有技術方法相關的水溶性聚合物聚集的問題。