CN101220171A - 处理高分子吸水膨胀树脂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理高分子吸水膨胀树脂的方法，这是一种利用温敏性材料对高分子吸水膨胀树脂进行表面处理，在不同温度下控制其吸水性能的方法。它是利用不同熔点的温敏性物质对高分子吸水膨胀树脂进行表面处理，从而在不同温度下控制高分子吸水膨胀树脂的吸水，从而达到利用温度变化来调控其吸水性能的目的。利用这种方法处理后的高分子吸水膨胀树脂可用于油田堵漏剂，较好的解决了高分子吸水膨胀树脂在油田堵漏方面封堵效率低和影响携带流体流变性的问题。
Description
技术领域
本发明涉及对高分子吸水膨胀树脂进行表面处理的研究领域，特别涉及一种以石蜡为主要原料对高分子吸水膨胀树脂进行表面处理的方法。
背景技术
高吸水膨胀树脂是一种新型的功能高分子材料，吸水倍数可达自身质量的数百乃至数千倍，高分子吸水树脂带有许亲水功能的基团，因此具有超强的吸水功能。高分子吸水树脂的三维网状结构又使其具有超强的保水功能，从而高分子吸水膨胀树脂在许多方面得到了广泛的应用。中国专利文件CN1563155(200410014542.0)公开了一种由吸水膨胀树脂制备的遇水膨胀橡胶及其制备方法。其中吸水膨胀树脂由含有聚氧乙烯醚(甲基)丙烯酸酯的聚合单体、催化剂、引发剂和交联剂按比例聚合而成；遇水膨胀橡胶由吸水膨胀树脂、氯丁胶、填充剂、软化剂、促进剂和防老剂通过混炼、硫化而成，该吸水膨胀树脂相容性好、膨胀倍率高；该遇水膨胀橡胶性能优良，抗盐性好，遇水后无析出物。
目前高分子吸水树脂种类不断增多，产品开始向智能化、多功能材料高层次发展，应用领域由原先的土壤改良、保水抗旱、育种保苗的农业方面拓宽到日用化学品工业、建筑材料工业、医疗工业和交通运输等行业，特别在油田堵漏方面得到了广泛的应用。虽然高分子吸水膨胀树脂已被应用在调剖堵水方面，但在应用中发现存在遇水即膨胀，在还没有到漏失地层时已达到相当高的膨胀倍数，既起不到有效封堵小粒径孔洞的作用，也损害携带流体的流变性，造成不良后果。
为了解决高分子吸水膨胀树脂遇水即膨胀的问题，国内外学者进行了大量的理论研究工作，也提出了一些可行的解决办法，中国专利文件CN10103339(2200710010818.1)公开了一种膨胀型流动凝胶调剖堵水剂。该调剖堵水剂是将高分子聚丙烯酰胺溶液浓度0.07％-0.2％与硼改性酚醛树脂延迟交联剂加量0.05％-0.8％混合，控制凝胶反应温度40-100℃、溶液体系的pH值为7.2-8.0。由于采用硼改性酚醛树脂延迟交联剂和高分子聚丙烯酰胺复配形成一种膨胀型流动凝胶调剖堵水剂，其凝胶强度可调，具有高吸水膨胀性、延迟交联性、耐温抗盐性。目前常用的方法为对高分子吸水树脂表面进行改性，通过在高分子吸水树脂的表面接枝疏水基团来控制其吸水速率；对高分子吸水树脂表面进行接枝对控制接枝率有较高的要求，表面改性不当就会对高分子吸水膨胀树脂的性能产生影响，使得高分子吸水膨胀树脂不能很好的保持其高吸水性能。
由此，人们希望有一种更好的方法对高分子吸水膨胀树脂进行处理，用以解决高分子吸水膨胀树脂在油田堵漏方面封堵效率低和影响携带流体流变性的问题。目前，采用温敏性材料对高分子吸水膨胀树脂进行表面处理的方法还未见报道。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种利用温敏性物质对高分子吸水膨胀树脂进行表面处理的方法。本发明的目的之二是提供利用这种方法处理后的高分子吸水膨胀树脂，这种高分子吸水膨胀树脂可用于油田堵漏剂。
本发明所述的高分子吸水膨胀树脂具有较好的吸水以及保水能力，还有较好的热稳定性在高于温敏性物质的熔点时仍然保持较好的吸水保水性能。由于主要用于油田堵漏本发明所述的高分子吸水膨胀树脂还应具有较好的耐盐性。
本发明处理高分子吸水膨胀树脂的方法的创新之处在于，利用温敏性材料对高分子吸水膨胀树脂进行表面处理，使其达到延缓膨胀的目的。这种方法是一种利用不同熔点的温敏性物质对高分子吸水膨胀树脂进行表面处理，从而在不同温度下控制高分子吸水膨胀树脂的吸水量和吸水速率。
本发明处理高分子吸水膨胀树脂的方法，具体来说，包括以下步骤：
(1)温敏性材料的熔融
利用加热装置加热温敏性材料使其熔融；
(2)表面处理
利用包衣机将前述温敏性材料的熔液包覆于高分子吸水膨胀树脂的表面；
(3)冷风干燥
对前述经表面处理的高分子吸水膨胀树脂冷风干燥，使包覆于高分子吸水膨胀树脂表面的温敏性物质凝固。
所述温敏性材料可以选择石蜡。但由于石蜡脆性很大，单纯利用石蜡作温敏性材料，很容易脱落从而使得包覆效果大大降低，在室温应用中效果差。所以温敏性材料优选为石蜡和EVA(乙烯-醋酸乙烯的共聚物)的混合物，其中石蜡占总重量的88～92％、EVA占8～12％。我们选择的EVA占温敏性物质的重量分数为8％-12％，对石蜡熔点影响不是很大，加入EVA主要是为了增加温敏性物质成膜的韧性，EVA掺量增加太多会造成温敏性物质的粘度很大，8％-12％能起到较好的技术效果。
优选的，上述步骤(3)中所用的冷风为包衣机自身所带的冷却装置所放的冷风。
本发明所述的方法处理后的高分子吸水膨胀树脂。
本发明所述的方法处理后的高分子吸水膨胀树脂在石油钻采中作为堵漏剂。
本发明选用温敏性材料对高分子吸水膨胀树脂进行表面处理，使处理后的高分子吸水膨胀树脂在一定温度下去表面化开始吸水膨胀，可以达到控制高分子吸水膨胀树脂的吸水量和吸水速率，从而达到封堵不同深度漏失地层的目的。采用本发明的方法能够很好的对高分子吸水膨胀树脂进行表面处理，通过用不同熔点的温敏性物质可以在不同温度下控制高分子吸水膨胀树脂的吸水，从而使高分子吸水膨胀树脂在温敏性物质的熔点以下不能吸水。因此，利用本发明方法所处理的高分子吸水膨胀树脂在油田堵漏方面有着广泛的应用前景。
具体实施方式
下面结合对比例和实施例对本发明作进一步的描述，但不限于此。
对比例与实施例中使用的高分子吸水膨胀树脂为淄博市淄川兴隆化工有限公司产售的球状高分子吸水膨胀树脂。
对比例1
不经过包覆的高分子吸水膨胀树脂，对其进行包括吸水倍数、吸水速率以及耐盐性的性能测试。
实施例1
称取337.5重量份(以下称份)熔点为60℃的石蜡以及37.5份EVA加热使其熔融，用其对500份的高分子吸水膨胀树脂利用包衣机进行表面包覆，使温敏性材料的熔液均匀包覆于高分子吸水膨胀树脂的表面，冷风干燥得到包覆后的高分子吸水膨胀树脂。
实施例2
称取337.5份熔点为70℃的石蜡以及37.5份EVA加热使其熔融，用其对500份的高分子吸水膨胀树脂利用包衣机进行表面包覆，冷风干燥得到包覆后的高分子吸水膨胀树脂。
实施例3
称取330份熔点为60℃的石蜡以及45份EVA加热使其熔融，用其对500份的高分子吸水膨胀树脂利用包衣机进行表面包覆，冷风干燥得到包覆后的高分子吸水膨胀树脂。
实施例4
称取345份熔点为60℃的石蜡以及30份EVA加热使其熔融，用其对500份的高分子吸水膨胀树脂利用包衣机进行表面包覆，冷风干燥得到包覆后的高分子吸水膨胀树脂。
下面将实施例1-4的高分子吸水膨胀树脂与对比例1中的高分子吸水膨胀树脂的相关性能进行比较。性能评价包括吸水倍数、吸水速率以及耐盐性。测试方法为：(1)吸水倍数的测定：称取一定质量的高分子吸水树脂置于烧杯中，加入一定体积蒸馏水、静置，用筛网过滤、再静置，最后称其凝胶质量。吸水倍数＝(吸水后质量-吸水前质量)/吸水前质量(2)、吸水速率的测定：测不同时间的吸水倍数，得出高分子吸水膨胀树脂的吸水速率。
发明人测得了实施例1-4中的高分子吸水膨胀树脂与对比例1中的高分子吸水膨胀树脂在蒸馏水、5％的氯化钠溶液、5％氯化钙溶液以及复合盐水(4％氯化钠、0.5％氯化钙、1.3％氯化镁)中的吸水倍数，实验结果见表1。
表1对比例1与实施例1-4在不同矿化度中的吸水倍数
| 吸水树脂 | 蒸馏水 | 氯化钠溶液(5％) | 氯化钙溶液(5％) | 复合盐水 |
| 对比例1(25℃) | 180.2 | 40 | 25 | 20 |
| 实施例1-4(25℃) | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 实施例1-4(75℃) | 170.1 | 36 | 24 | 20 |
由表1可以看出实施例1-4中的高分子吸水膨胀树脂在常温下没有吸水，而到达温敏性物质的熔点时随着温敏性材料的熔化而出现了吸水。实施例1-4中的高分子吸水膨胀树脂与对比例1中的高分子吸水膨胀树脂达到饱和吸水量时吸水倍数基本相等。
发明人还测得了实施例1-4和对比例1中的高分子吸水膨胀树脂的吸水速率，实验结果见表2。
表2对比例1与实施例1-4中的高分子吸水树脂的吸水速率
| 时间(分钟) | 对比例1在25℃下不同时间的吸水倍数 | 实施例1、3、4在65℃下不同时间的吸水倍数 | 实施例2在75℃下不同时间的吸水倍数 |
| 30 | 20.0 | 27.3 | 35.6 |
| 60 | 42.3 | 61.9 | 69.2 |
| 90 | 65.2 | 84.6 | 95.4 |
| 120 | 82.0 | 100.8 | 120.3 |
| 150 | 102.3 | 115.7 | 142.5 |
| 180 | 123.2 | 122.4 | 168.3 |
| 210 | 142.5 | 142.7 | 170.0 |
| 240 | 163.2 | 168.0 | 170.1 |
| 270 | 179.2 | 170.1 | ------- |
| 300 | 180.1 | ------- | ------- |
由表2可以看出实施例1-4中的高分子吸水膨胀树脂在高于温敏性物质熔点时具有较好的吸水速率；与对比例1中的高分子吸水膨胀树脂相比，实施例1-4中的高分子吸水膨胀树脂表面的温敏性物质熔化后高分子吸水膨胀树脂仍然保持较好的吸水量和吸水速率。因此通过表面处理可以使高分子吸水膨胀树脂在温敏性物质熔点之前没有吸水而在温敏性物质熔点以上时还具有很好的吸水量和吸水速率，在油田堵漏方面具有广泛的应用。
Claims (8)
1.一种处理高分子吸水膨胀树脂的方法，其特征在于，它是一种利用温敏性材料对高分子吸水膨胀树脂进行表面处理，在不同温度下控制其吸水性能的方法。
2.权利要求1所述处理高分子吸水膨胀树脂的方法，其特征在于，它是一种利用不同熔点的温敏性物质对高分子吸水膨胀树脂进行表面处理，从而在不同温度下控制高分子吸水膨胀树脂的吸水，在不同温度下控制其吸水性能的方法。
3.权利要求1-2任一所述处理高分子吸水膨胀树脂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)温敏性材料的熔融
利用加热装置加热温敏性材料使其熔融；
(2)表面处理
利用包衣机将前述温敏性材料的熔液包覆于高分子吸水膨胀树脂的表面；
(3)冷风干燥
对前述经表面处理的高分子吸水膨胀树脂冷风干燥，使包覆于高分子吸水膨胀树脂表面的温敏性物质凝固。
4.权利要求3所述处理高分子吸水膨胀树脂的方法，其特征在于，所述步骤(3)中所用的冷风为包衣机自身所带的冷却装置所放的冷风。
5.权利要求1-4任一所述处理高分子吸水膨胀树脂的方法，其特征在于，所述温敏性材料为石蜡。
6.权利要求1-5任一所述处理高分子吸水膨胀树脂的方法，其特征在于，所述温敏性材料为石蜡和EVA的混合物，其中石蜡占总重量的88～92％、EVA占总重量的8～12％。
7.一种高分子吸水膨胀树脂，其特征在于，它是经权利要求1-6任一所述的方法处理后的高分子吸水膨胀树脂。
8.经权利要求1-6任一所述的方法处理后的高分子吸水膨胀树脂在石油钻采中作为堵漏剂。
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