[發明專利]一種改性聚丙烯酰胺及其制備方法和聚合物泥漿

有效

• 申請號: 202010732202.0
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111925479B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 陳錢寶;黃海;趙杰;石濤;黃珊珊;郭桓;閆騏隆;溫健峰;鎖超;臧凱;姚二楊;程從亮;張峰君;尤業字
• 申請（專利權）人: 中鐵四局集團有限公司;安徽中鐵工程材料科技有限公司
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F228/02;C08F220/06;C08F220/18;C08F218/16;C08L33/26;C08K5/42;C08L33/20
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 張夢媚

本發明公開了一種改性聚丙烯酰胺及其制備方法和聚合物泥漿，包括以下步驟：將乳化劑、α?烯基磺酸鈉和丙烯酰胺溶于去離子水中制得第一溶液；將烯丙基苯六甲酸酯溶于去離子水中制得第二溶液；將引發劑溶于去離子水中制得第三溶液；將疏水單體和丙烯酸溶于去離子水中制得第四溶液；將所述第一溶液除氧后，向其中滴加所述第二溶液，并升溫至60?65℃后；向其中同時滴加所述第三溶液和第四溶液后繼續反應5?6h，調節體系pH為7?8后繼續攪拌反應，純化，得到改性聚丙烯酰胺，其中，滴加所述第二溶液、所述三溶液、所述第四溶液的過程均在除氧條件下進行。通過該制備方法制得的改性聚丙烯酰胺具有抗鹽抗剪切的性能。

技術領域

本發明屬于樁基護壁材料領域，具體涉及一種改性聚丙烯酰胺及其制備方法，還涉及一種聚合物泥漿。

背景技術

膨潤土泥漿是一種粘土以膠體顆粒形態分散在處理劑溶液中懸浮體系，由于其具有強堿性、重金屬含量高、固含量高無法自然風干等缺點，無法滿足現場文明施工的要求。為了解決傳統膨潤土泥漿護壁材料存在的諸多不足，環保型聚合物泥漿越來越受到技術人員的重視。但受水礦化度(Na⁺、M份²⁺、Ca²⁺)的影響，聚合物泥漿由于陰陽離子靜電作用，膠體結構破壞導致黏度降低，護壁效果不佳。如在蘇北地區，地下水礦化度高，普通聚合物泥漿在應用中均出現了沉渣過多、用量過大、護壁效果差、縮徑卡鉆等問題。

因此開發一種鹽增稠型聚合物泥漿及配套的施工工藝具有很強的實際意義，并能帶來較大的社會與經濟效益。

目前，CN1307280C中公開了一種聚合醇生物聚合物飽和鹽水鉆井液，應用于膏鹽層發育、斷層多、地層變化復雜的特殊油田鉆井施工，但未針對高礦化度地質進行研究。CN107382128A中公布了一種防塌型聚合物泥漿粉及其制備方法和用途，該聚合物泥漿粉能適用于水敏地質，但無法在高礦化度條件下使用。以上發明都致力于提高樁基施工質量和效率，但均未涉及高礦化度地質的樁基施工研究，傳統聚合物泥漿在100g/L礦化度水質中，粘度會大幅度降低，同時在鉆機強剪切下，粘度下降甚至達50％，使使得一般產品無法很好地發揮效力。

發明內容

有鑒于此，本發明有必要提供一種改性聚丙烯酰胺及其制備方法，利用烯丙基苯六甲酸酯改性聚丙烯酰胺，使得改性后的聚丙烯酰胺具有規則的多孔結構，且孔的尺寸均勻，其由于苯六甲酸為無色斜狀晶體，空間效應明顯，可與陽離子形成更大的分子間相互作用，從而增大聚丙烯酰胺分子的電子效應，提高鹽增稠的效果，以解決上述問題。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明首先公開了一種改性聚丙烯酰胺的制備方法，包括以下步驟：

將乳化劑、α-烯基磺酸鈉和丙烯酰胺溶于去離子水中混合攪拌分散，得到呈乳液狀態的第一溶液；

將烯丙基苯六甲酸酯溶于去離子水中，得到第二溶液；

將引發劑溶于去離子水中，得到第三溶液；

將疏水單體和丙烯酸溶于去離子水中，得到第四溶液；

將所述第一溶液除氧后，向其中滴加所述第二溶液，并升溫至60-65℃后；向其中同時滴加所述第三溶液和第四溶液后繼續反應5-6h，調節體系pH為7-8后繼續攪拌反應，純化，得到改性聚丙烯酰胺，其中，滴加所述第二溶液、所述三溶液、所述第四溶液的過程均在除氧條件下進行。

進一步的，所述乳化劑的投料量為所述第一溶液的1.5～2wt％，所述α-烯基磺酸鈉的投料量為所述第一溶液的0.3～0.4wt％，所述丙烯酰胺的投料量為所述第一溶液的10-15wt％。

進一步的，所述乳化劑為十二烷基硫酸鈉，所述引發劑為硫酸鉀和硫酸氫鈉，所述疏水單體為2-甲基-2-丙烯酸十八烷基酯。