[發明專利]一種疏水性樹脂組合物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201210504492.9
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103849116A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 高雙之;陳步寧;顧衛榮;周玉生;王建偉;仲曉東;劉珊
• 申請（專利權）人: 億利資源集團有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L83/04;C09J163/00;C09J183/04;C09K8/80;C04B14/04;C04B14/06
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王鳳桐;周建秋

技術領域

本發明涉及一種疏水性樹脂組合物及其制備方法，本發明進一步涉及該疏水性樹脂組合物在制備壓裂支撐劑中的應用。

背景技術

在石油天然氣的開采過程中，高閉合壓力低滲透性礦床經壓裂處理后，使含油氣巖層裂開，油氣從裂縫形成的通道中匯集而出，壓裂支撐劑隨同高壓溶液進入地層充填在巖層裂隙中，起到支撐裂隙不因應力釋放而閉合的作用，從而保持高導流能力，使油氣暢通，增加石油天然氣的產量。

現有的壓裂支撐劑主要是陶粒（一般以鋁礬土為主要原料，并經過800℃以上的高溫燒結而成）和石英砂，其堵水能力還有待于進一步提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種疏水性樹脂組合物，將該組合物與原砂混合制備的壓裂支撐劑具有更高的堵水能力。

本發明提供了一種疏水性樹脂組合物，該疏水性樹脂組合物含有環氧樹脂和聚硅氧烷，所述聚硅氧烷通過偶聯劑與至少部分環氧樹脂連接在一起，所述偶聯劑具有至少兩個異氰酸酯基，所述至少部分環氧樹脂具有羥基，所述聚硅氧烷具有能夠提供質子的基團，所述偶聯劑的一端通過第一偶合部分與所述至少部分環氧樹脂共價連接在一起，所述偶聯劑的另一端通過第二偶合部分與聚硅氧烷共價連接在一起，所述第一偶合部分由所述偶聯劑中的異氰酸酯基與所述至少部分環氧樹脂中的羥基形成，所述第二偶合部分由所述偶聯劑中的異氰酸酯基與聚硅氧烷中的能夠提供質子的基團形成。

本發明還提供了一種制備疏水性樹脂組合物的方法，該方法包括將環氧樹脂與偶聯劑進行第一接觸，并將得到的混合物與聚硅氧烷進行第二接觸，至少部分環氧樹脂具有羥基，所述聚硅氧烷具有能夠提供質子的基團，所述偶聯劑具有至少兩個異氰酸酯基，所述第一接觸的條件使得所述至少部分環氧樹脂中的羥基與所述偶聯劑中的部分異氰酸酯基形成共價連接，所述第二接觸的條件使得所述聚硅氧烷中的能夠提供質子的基團與所述偶聯劑中剩余的異氰酸酯基形成共價連接。

本發明進一步提供了根據本發明的疏水性樹脂組合物或者由本發明的方法制備的疏水性樹脂組合物在制備壓裂支撐劑中的應用。

將本發明提供的疏水性樹脂組合物與原砂混合經固化制備的壓裂支撐劑具有高的堵水能力。并且，由本發明提供的疏水性樹脂組合物制備的壓裂支撐劑具有較高的抗破碎強度，能夠有效地支撐裂縫，防止其閉合。

具體實施方式

本發明提供了一種疏水性樹脂組合物，該疏水性樹脂組合物含有環氧樹脂和聚硅氧烷。

根據本發明的組合物，所述聚硅氧烷通過偶聯劑與至少部分環氧樹脂連接在一起，所述偶聯劑具有至少兩個異氰酸酯基，至少部分所述環氧樹脂具有羥基，所述聚硅氧烷具有能夠提供質子的基團，所述偶聯劑的一端通過第一偶合部分與至少部分環氧樹脂共價連接在一起，所述偶聯劑的另一端通過第二偶合部分與聚硅氧烷共價連接在一起，所述第一偶合部分由所述偶聯劑中的異氰酸酯基與環氧樹脂中的羥基形成，所述第二偶合部分由所述偶聯劑中的異氰酸酯基與聚硅氧烷中的能夠提供質子的基團形成。

根據本發明的組合物，所述環氧樹脂中的羥基用于與偶聯劑反應，進而將環氧樹脂與聚硅氧烷通過化學鍵連接在一起，所述羥基的含量可以根據預期的聚硅氧烷的量進行適當的選擇。從進一步提高由該組合物制備的壓裂支撐劑的堵水性能的角度出發，所述環氧樹脂的羥值優選為0.02-0.4mol/100g，更優選為0.04-0.2mol/100g。羥值滿足上述要求的環氧樹脂可以商購得到，也可以采用本領域常用的各種方法合成，本文不再詳述。所述羥值可以根據黃筆武等在《環氧樹脂羥基值測定方法》的第3.1-3.3節（熱固性樹脂，4：42-45，1995年）中公開的方法測定，也可以由商購得到的環氧樹脂的產品說明中獲知。本發明實施例中，環氧樹脂的羥值來自于商購得到的環氧樹脂的產品說明。

在將本發明的組合物用于制備壓裂支撐劑時，所述環氧樹脂中的環氧基用于與固化劑接觸反應，以形成交聯結構。所述環氧樹脂中環氧基的含量以使本發明的組合物能夠在原砂的表面形成具有一定強度的包覆層為準。從進一步提高由本發明的組合物制備的壓裂支撐劑的抗破碎強度的角度出發，所述環氧樹脂的環氧值優選為0.05-0.6mol/100g，更優選為0.12-0.55mol/100g，進一步優選為0.25-0.51mol/100g。

根據本發明的組合物，所述聚硅氧烷可以為常見的各種以硅氧鏈節作為重復單元，且具有至少一個能夠提供質子的基團的聚合物。