[發(fā)明專利]一種鉆井液用環(huán)保型聚丙烯酰胺干粉及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110563412.6
• 申請(qǐng)日: 2021-05-24
• 公開（公告）號(hào): CN113024734B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙沿東;蔡維良;程躍鳳;郭淑華;趙倩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東紅錦石油技術(shù)開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): C08F251/02
• 分類號(hào): C08F251/02;C08F220/56;C08F2/48
• 代理公司: 東營(yíng)辛丁知聯(lián)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37334
• 代理人: 劉煥玲

本發(fā)明涉及鉆井液用添加劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鉆井液用環(huán)保型聚丙烯酰胺干粉及其制備方法。采用特定方法制備得到納米微晶纖維素，使用紫外光輻射引發(fā)其與丙烯酰胺聚合，獲得分子量大于2.4×10⁷、特性粘數(shù)高于3500mL/g且固含量可大于90%的聚丙烯酰胺干粉，該聚丙烯酰胺干粉具有優(yōu)良的輔助降濾失功效，熱穩(wěn)定性好，生物毒性等級(jí)為無毒，具有良好的環(huán)保性能。本發(fā)明制備原料獲取難度低，易于生物降解，對(duì)環(huán)境無污染，應(yīng)用前景廣泛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鉆井液用添加劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鉆井液用環(huán)保型聚丙烯酰胺干粉及其制備方法。

背景技術(shù)

聚丙烯酰胺(PAM)是一類線性高分子聚合物，通常是丙烯酰胺(AM)及其衍生物的均聚物和共聚物的總稱，在工業(yè)領(lǐng)域中含不低于50%的丙烯酰胺單體的高分子聚合物也泛稱為聚丙烯酰胺。因其分子結(jié)構(gòu)側(cè)鏈存在酰胺基(-CONH₂),其化學(xué)性質(zhì)特別活潑,可跟許多物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)化反應(yīng),所以聚丙烯酰胺的用途極廣。

聚丙烯酰胺聚合反應(yīng)為自由基聚合類型，由引發(fā)劑產(chǎn)生自由基引發(fā)體系進(jìn)行聚合反應(yīng)從而獲得高聚物。然而，現(xiàn)有技術(shù)中聚丙烯酰胺反應(yīng)過程中，影響因素多、反應(yīng)條件控制難度大，影響分子量和溶解性的因素主要有：引發(fā)劑種類、單體質(zhì)量和濃度、體系pH值、雜質(zhì)含量等，上述因素均容易對(duì)所得聚丙烯酰胺的分子量及溶解性造成影響，導(dǎo)致合成的聚丙烯酰胺分子量不夠高、特性粘數(shù)低，難以滿足鉆井液添加劑性能要求。

輻射聚合是一項(xiàng)能耗低、效率高、污染小的新技術(shù)，通常是在紫外光的照射下，光引發(fā)劑被紫外光能量激發(fā)產(chǎn)生活性自由基，引發(fā)單體發(fā)生聚合反應(yīng)，主要包括鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈終止、鏈轉(zhuǎn)移等階段。相對(duì)于傳統(tǒng)聚合方式，輻射聚合具有方法簡(jiǎn)單、影響因素較少、條件控制難度低等優(yōu)點(diǎn)，并且光引發(fā)劑在輻射作用下可提供大量高活性自由基，使得反應(yīng)原料充分聚合，產(chǎn)物分子量高。

可見，使用輻射聚合制備聚丙烯酰胺可克服傳統(tǒng)聚合方法中存在的諸多缺陷，具有廣泛的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種鉆井液用環(huán)保型聚丙烯酰胺干粉，本發(fā)明在大量創(chuàng)造性勞動(dòng)基礎(chǔ)上，采用特定方法制備得到的納米微晶纖維素，使用紫外光輻射引發(fā)其與丙烯酰胺聚合，獲得分子量大于2.4×10⁷、特性粘數(shù)高于3500mL/g且固含量可大于90%的聚丙烯酰胺干粉，通過性能測(cè)試可知，其具有優(yōu)良的輔助降濾失功效，熱穩(wěn)定性好，此外，本發(fā)明聚丙烯酰胺干粉生物毒性等級(jí)為無毒，具有良好的環(huán)保性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種鉆井液用環(huán)保型聚丙烯酰胺干粉的制備方法，其特征在于，包含如下步驟：

S1：稱取納米微晶纖維素、丙烯酰胺、光引發(fā)劑、助溶劑、堿劑、去離子水；

S2：將丙烯酰胺溶于去離子水得到25-50%的丙烯酰胺溶液，隨后加入助溶劑、堿劑，恒溫?cái)嚢柚寥芙馔耆S后對(duì)溶液超聲處理20-40min；

S3：通入惰性氣體排除體系中氧氣，降低體系溫度至15℃以下，加入納米微晶纖維素和光引發(fā)劑，攪拌均勻后升高體系溫度至20-30℃；

S4：使用UV固化機(jī)照射引發(fā)聚合反應(yīng)，將所得膠狀產(chǎn)物烘干、粉碎、過篩，獲得粒徑為0.01-1.00mm的聚丙烯酰胺干粉。

進(jìn)一步地，所述納米微晶纖維素制備方法包括如下步驟，

SS1：配制酸溶液；

SS2：使用高速粉碎機(jī)對(duì)甘蔗渣進(jìn)行反復(fù)粉碎，使物料粒徑為1-3mm；

SS3：在攪拌狀態(tài)下使所述酸溶液與粉碎后的甘蔗渣充分接觸，控制體系溫度為45-75℃，恒溫?cái)嚢璺磻?yīng)2-4h，然后停止加熱并加入所述酸溶液2倍體積的蒸餾水終止反應(yīng)，離心去除上層清液，使用蒸餾水對(duì)分離得到的下層不溶于水的白色乳狀懸浮液洗滌5-8次；