[發明專利]一種抗高溫納米復合潤滑劑及其乳液制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110020946.4
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112852532B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 柯揚船;付媛;潘雪超
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: C10M173/00
• 分類號: C10M173/00;C09K8/03;C10N30/06;C10N30/08
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 鞏固

1.一種抗高溫納米復合潤滑劑，其特征在于包括如下質量份的成分：

所述抗高溫單體為N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己內酰胺、N-乙烯基甲基二苯基甲氧基硅烷、烯丙基磺酸鈉、對苯乙烯磺酸鈉、二乙烯基苯磺酸鈉中的一種或幾種，通過原位共聚反應形成共聚鏈纏結構與納米可控均勻分散的共聚納米復合微球體系。

2.根據權利要求1所述的復合潤滑劑，其特征在于所述無機層狀結構納米中間體為層狀石墨、層狀硅酸鹽和/或層狀二硫化鉬的層狀結構體系，層間距經過插層劑的插層擴大到其原始層間距1倍以上。

3.根據權利要求2所述的復合潤滑劑，其特征在于所述層狀硅酸鹽選自蒙脫土、高嶺土、水滑石、海泡石、硅灰石和綠泥石中的一種或幾種。

4.根據權利要求2所述的復合潤滑劑，其特征在于所述插層劑選自十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、三丁基十四烷基氯化磷中的一種或幾種。

5.根據權利要求1所述的復合潤滑劑，其特征在于所述抗高溫單體選自N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己內酰胺、對苯乙烯磺酸鈉中的一種或幾種。

6.根據權利要求1所述的復合潤滑劑，其特征在于所述乳化劑選自十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或幾種。

7.根據權利要求1所述的復合潤滑劑，其特征在于所述交聯劑選自二乙烯苯、N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、過氧化二異丙苯中的一種或幾種。

8.根據權利要求1所述的復合潤滑劑，其特征在于所述引發劑選自過硫酸鉀、過硫酸銨、N,N-二甲基苯胺、偶氮二異丁腈中的一種或幾種。

9.根據權利要求1所述的復合潤滑劑，其特征在于所述基礎油為工業硅油、工業石蠟油、工業白油、工業植物油或者工業聚α烯烴合成油中的一種或幾種。

10.權利要求1-9任一所述的一種抗高溫納米復合潤滑劑的乳液制備方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)將所述苯乙烯單體、抗高溫單體、無機層狀結構納米中間體、乳化劑、交聯劑和水在惰性氣氛下混合攪拌20-40min；

(2)將混合體系加熱到65-75℃，加入引發劑，持續攪拌7-10h，采用乳液聚合、懸浮聚合或分散聚合反應得到納米復合乳液；

(3)混合基礎油、納米復合乳液以及油酸，室溫下攪拌均勻，得到所述抗高溫納米復合潤滑劑。

11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于步驟(1)在惰性氣氛保護下進行，先向反應釜中通入20-30min氮氣以除去其中的氧氣，氮氣純度為不低于99.999％，壓力為0.5-0.55MPa，流量為40-50m³/h。

12.根據權利要求10所述的方法，其特征在于步驟(1)中的苯乙烯單體需要進行預處理，用質量分數為7-9％的氫氧化鈉水溶液洗滌苯乙烯單體，調節pH為7-8，用無水硫酸鎂干燥置于低溫保存。

13.根據權利要求10所述的方法，其特征在于所述無機層狀結構納米中間體按如下步驟制備：

1)混合1.0-10.0質量份的層狀硅酸鹽和100-200質量份的水加熱至70-80℃攪拌30min；

2)加入1.0-5.0質量份的插層劑恒溫攪拌10-12h得到插層體系；

3)對上述插層體系進行過濾、洗滌、干燥及研磨，得到無機層狀結構納米中間體。

14.權利要求1-9任一所述的一種抗高溫納米復合潤滑劑的應用，其特征在于用于鉆井液，其中，所述抗高溫納米復合潤滑劑在所述鉆井液中的質量分數為0.1-5％。