[發明專利]一種長鏈烷基聚氧乙烯基疏水改性瓜爾膠增稠劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201710839079.0
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN109517179A
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發明（設計）人: 苗霞;初永濤;劉仍光;張晉凱;汪曉靜;劉偉
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油工程技術研究院
• 主分類號: C08G81/00
• 分類號: C08G81/00;C08B37/00;C09K8/68;C09K8/90
• 代理公司: 北京知舟專利事務所(普通合伙) 11550
• 代理人: 楊茜

本發明涉及油田壓裂中使用的瓜爾膠衍生物技術領域的一種長鏈烷基聚氧乙烯基疏水改性瓜爾膠及其制備方法。所述長鏈烷基聚氧乙烯基疏水改性瓜爾膠，由包含以下組分的原料制備而成：a)瓜爾膠；b)長鏈烷基聚氧乙烯基縮水甘油醚；其中，所述長鏈烷基聚氧乙烯基縮水甘油醚與瓜爾膠的摩爾比為(0.01～0.5):1，優選(0.05～0.2):1；所述長鏈烷基聚氧乙烯基縮水甘油醚為自主合成的芐澤類縮水甘油醚。此外，本發明還采用二甲基亞砜作為溶劑，季銨堿為催化劑，在室溫下進行均相反應，反應條件溫和，反應效率高，所得長鏈烷基聚氧乙烯基疏水改性瓜爾膠產品增稠性能顯著提高，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及油田壓裂中使用的瓜爾膠衍生物技術領域，更進一步說，涉及一種長鏈烷基聚氧乙烯基疏水改性瓜爾膠增稠劑及其制備方法。

背景技術

瓜爾膠廣泛應用于油田、印染、食品、日化等行業，但瓜爾膠原粉存在不能快速溶脹和水合、溶解速度慢、水不溶物含量高、黏度不易控制、耐剪切性差、易變質等缺點，因此往往需要通過醚化、氧化以及酯化等化學改性得到性能改良的瓜爾膠衍生物，如羥丙基瓜爾膠、瓜爾膠、羧甲基羥丙基瓜爾膠等。

瓜爾膠的疏水改性主要通過三類試劑：溴代長鏈烷、長鏈烯基琥珀酸酐或者長鏈烷基/烯基酰胺、長直鏈烷基縮水甘油醚與瓜爾膠或羥丙基瓜爾膠反應，將長直鏈烷基接枝在瓜爾膠的羥基上。目前國內大多采用溴代烷烴進行疏水改性，如李雪萍等(李雪萍,方翠,牛春梅,等.瓜膠的疏水化改性研究[J].煤炭與化工,2008(10):24-26.)報道過用溴代十六烷作為疏水改性單體對天然瓜膠進行疏水化改性，制得的疏水瓜膠綜合性能較佳，與瓜膠水溶液相比改性瓜膠溶液的穩定性大大提高，但溴代烷烴反應效率低、有腐蝕性且價格昂貴，長鏈烯基琥珀酸酐或者長鏈烷基/烯基酰胺引入基團復雜，而烷基縮水甘油醚產物易處理且能夠阻止進一步反應。國外多采用烷基縮水甘油醚，如R Lapasin et al.(Lapasin R,LdeL,PriclS,etal.Flow properties of hydroxypropyl guar gum and its long-chainhydrophobic derivatives.[J].Carbohydrate Polymers,1995,28(3):195-202.)研究了接枝縮水甘油基二十二烷基醚的羥丙基瓜爾膠衍生物的流變特性，其中采用的縮水甘油基二十二烷位直鏈烷烴，存在疏水性較強，接枝率難以控制，易導致沉淀。并且，目前現有技術中瓜爾膠的疏水改性一般是都在一種低分子量醇與水的混合溶劑中進行懸浮反應，如：異丙醇、甲醇、乙醇、乙二醇等與水的混合物，由于反應物只能在兩相界面發生反應，因此反應效率低；此外，現有技術中反應多以強無機堿作為催化劑，反應溫度一般在50～80℃，不可避免地導致瓜爾膠大分子鏈段斷裂，大大降低了改性后瓜爾膠的粘度，從而削弱其應用性能。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提出一種長鏈烷基聚氧乙烯基疏水改性瓜爾膠增稠劑。具體地說涉及一種長鏈烷基聚氧乙烯基疏水改性瓜爾膠增稠劑及其制備方法。本發明使用帶親水鏈段的長鏈烷基縮水甘油醚作為疏水改性基團，采用能將瓜爾膠和疏水試劑都溶解的反應介質，在室溫下進行均相反應來改性瓜爾膠。

本發明目的之一是提供一種長鏈烷基聚氧乙烯基疏水改性瓜爾膠增稠劑，由包含以下組分的原料制備而成：

a)瓜爾膠；

b)長鏈烷基聚氧乙烯基縮水甘油醚；

其中，所述長鏈烷基聚氧乙烯基縮水甘油醚與瓜爾膠的摩爾比為(0.01～0.5):1，優選(0.05～0.2):1；