[發明專利]一種有機-無機雜化納米材料及其制備方法、應用

有效

• 申請號: 202010905403.6
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN111995722B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 王金劍;劉艷華;張侃;張靜;王耀國
• 申請（專利權）人: 寧波鋒成先進能源材料研究院有限公司
• 主分類號: C08F292/00
• 分類號: C08F292/00;C08F228/02;C08F220/56;C09K8/588
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 張瑩

本申請公開了一種有機?無機雜化納米材料，所述有機?無機雜化納米材料由式ⅰ、式ⅱ和式ⅲ表示的結構單元構成。并公開了一種有機?無機雜化納米材料的制備方法，將含有偶聯蒙脫土納米材料、有機疏水單體和有機親水單體原料的水溶液，攪拌，加熱，加入引發劑，經自由基聚合反應，得到所述有機?無機雜化納米材料；所述有機疏水單體選自α?烯基磺酸鈉、油酸鈉、油酸鉀、亞油酸鈉中的至少一種；所述有機親水單體選自丙烯酰胺、丙烯酸中的至少一種。該制備方法工藝簡單，原料來源廣泛，宜于工業化生產及應用推廣。該有機?無機雜化納米材料作為水溶性的納米降粘劑，具有明顯降粘效果。

技術領域

本申請涉及一種有機-無機雜化納米材料及其制備方法和應用，屬于稠油降粘的領域。

背景技術

世界稠油資源極為豐富，其地質儲量遠超過常規原油。我國已在12個盆地發現了70多個重質油田，其資源量約占總石油資源的25％～30％。隨著輕質原油的可開采量越來越少及開采技術的不斷提高，稠油資源的開采越來越受到世界各國的重視。然而，密度大、凝點高、粘度大、流動困難是我國稠油資源的突出特點。因此，降低稠油粘度，改善其流動性是解決稠油開采、集輸和煉制問題的關鍵。

目前，在國內外應用或正在研究的稠油降粘法中，加熱降粘技術用電量大，成本高；摻稀油降粘法造成了稀油資源的浪費，同樣成本巨大；乳化降粘法后處理繁瑣復雜，油溶性降粘劑降粘率偏低且選擇性強。納米材料降粘劑是一種新型降粘劑，它利用納米顆粒尺寸小、比表面積大和吸附性強等特點，對稠油特別是高蠟稠油發揮降粘作用。

目前用于稠油的納米降粘劑主要為有機高分子型及有機-無機復配型兩種。有機高分子型納米降粘劑存在抗溫性能差、降粘性能不高、工藝較復雜等問題，而有機-無機復配型納米降粘劑則存在色譜分離，從而影響現場應用效果的問題。

發明內容

為克服有機納米降粘劑耐溫不足、無機復配納米降粘劑易色譜分離等缺點，本申請采用廉價易得原料，以無機片層納米材料為基體，親水、疏水單體為接枝改性試劑，通過一步水相自由基聚合的方法，制得一種有機-無機雜化納米材料。該制備方法工藝簡單，解決了常規改性納米材料制備工藝復雜，不宜工業化生產及應用推廣的問題。該有機-無機雜化納米材料用于稠油具有良好的降粘效果。

根據本申請的一個方面，提供了一種有機-無機雜化納米材料，該有機-無機雜化納米材料具有很好的水溶性。

一種有機-無機雜化納米材料，其特征在于，所述有機-無機雜化納米材料由式ⅰ、式ⅱ和式ⅲ表示的結構單元構成；

其中，在式ⅰ中，R₁為有機疏水單體雙鍵打開后所形成的結構單元，所述有機疏水單體選自α-烯基磺酸鈉、油酸鈉、油酸鉀、亞油酸鈉中的任一種；

在式ⅱ中，R₂選自-OH、-ONa或-NH₂；

在式ⅱi中，M為蒙脫土材料的結構單元；

x為式ⅰ表示的結構單元在所述有機-無機雜化納米材料中的質量百分含量；

y為式iⅰ表示的結構單元在所述有機-無機雜化納米材料中的質量百分含量；

z為式ⅰii表示的結構單元在所述有機-無機雜化納米材料中的質量百分含量；

x的取值范圍為10％≤x≤50％；

y的取值范圍為30％≤y≤90％；

z的取值范圍為1％≤z≤50％；

50％≤x+y≤99％，x+y+z＝100％。

可選地，所述有機-無機雜化納米材料的粒徑為150～500nm。

本申請中，M為蒙脫土材料的結構單元，具體結構如下：