CN117487041B - 一种耐温粘土稳定剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐温粘土稳定剂，属于油田开发技术领域，包括以下原料：胺源化合物，环氧基团化合物，溶剂，碱性催化剂，并且公开了这种耐温粘土稳定剂的制备方法，将环氧氯丙烷与乙二胺优先反应之后，再与壳聚糖溶液进行反应，将壳聚糖表面进行改性，使其支链上具有较多的阳离子和烷基基团，并且经过对粘土矿物与水结合的机理层面的研究，确定本申请解决粘土矿物质水化问题的机理，针对性的解决黏土稳定剂在实验中出现的问题，得到的耐温粘土稳定性具有较强的防膨胀率和较强的耐温以及耐冲刷性能。
Description
技术领域
本申请属于油田开发技术领域，更具体的说，涉及一种耐温粘土稳定剂及其制备方法。
背景技术
我国石油资源丰富，但是以低渗和超低渗油田为主，高渗油田资源占比少，由于这些低渗和超低渗油田中粘土矿物质含量高，在石油开采过程中，粘体矿物质会将输油管路堵塞，给我国石油的提取带来困难。因此在实际开采时，往往需要配合粘土稳定剂来减小粘体矿物质带来的不利影响。
油田目前采用的粘土稳定剂通常为小阳离子型季胺盐类组成，季胺盐能有效吸附在粘土表面，增强疏松砂岩油层的强度，防止水敏性矿物水化膨胀及分散运移而对油气层造成的伤害，消除和预防油田在钻井、完井、修井、酸化、压裂及注水钻采工艺中，因油层与外来水接触引起粘土矿物的水化膨胀和分散运移，并在粘土表面形成单分子吸附膜，长期稳定粘土矿物，有效的保护油气层。阳离子型季胺盐产品具有适用范围广、长久有效、用法简单、用量少、抗酸液、盐液、碱液和油水的冲刷等特点。于是阳离子型粘土稳定剂成为研究热点，但是仍旧存在一系列的技术问题，如用量大，溶解性差等问题。
中国专利CN110452375A公开了一种高阳离子度粘土稳定剂极其制备方法，使用二甲胺、环氧氯丙烷、聚乙烯亚胺及水为原料进行粘土稳定剂的制备，经过二次合成反应最终得到的粘土稳定剂，具有膨胀效果好、耐冲刷的优点，但是其长效性并不理想，并且不耐高温。
中国专利CN114316926B公开了一种基于Mannich反应的壳聚糖类油田粘土稳定剂及其制备方法，将壳聚糖、酸组分和醛组分混合加热，得到混合溶液，调节pH值得到固体产物，即为壳聚糖粘土稳定剂，其耐高温性能好，但是在施工过程中与压裂液配伍后，会对岩心造成伤害。
发明内容
但是在施工过程中与压裂液配伍后，会对岩心造成伤害。
为了解决上述问题，本申请提供一种耐温粘土稳定剂及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种耐温粘土稳定剂，采用如下的技术方案：
一种耐温粘土稳定剂，包括以下原料：胺源化合物，环氧基团化合物，溶剂，碱性催化剂。
在一个具体的可实施方案中，所述胺源化合物与环氧基团化合物的重量比为1:(1-10)，更进一步的质量比为1：（1-8）。
在一个具体的可实施方案中，所述胺源化合物选自一元胺化合物、二元胺化合物、多元胺化合物、含氨基聚合物中的任意一种或多种。
在一个具体的可实施方案中，所述二元胺和含氨基聚合物的质量比为5：（1-3），更进一步的质量比为5:(1.2-2.5)。
在一个具体的可实施方案中，所述二元胺选自乙二胺、丙二胺、己二胺、对苯二胺、二甲胺、丁二胺、戊二胺中的任意一种，或者两种或多种物质的混合。
在一个具体的可实施方案中，所述含氨基聚合物选自壳聚糖、氨基甲酸酯、聚酰胺、聚乙烯亚胺中的任意一种，所述壳聚糖的分子量为16000-20000Da，所述聚氨酯的分子量为5000-10000，所述聚丙烯酰胺的分子量为1×104-2×107，所述聚乙烯亚胺的分子量为800-1000。
在一个具体的可实施方案中，所述碱性催化剂选自氢氧化钠、碳酸钠、氧化镁、氧化铝中的任意一种，所述碱性催化剂为上述化学物质配置成的溶液，其浓度范围为1%-10%，添加的量为1-10mL。
在一个具体的可实施方案中，所述环氧基团化合物选自含有一个环氧环的环氧氯丙烷、环氧乙烷、环氧丙烷中的任意一种，或者含有多个环氧环的环氧树脂EP-12、EP-13、EP-16和EP-20，所述环氧树脂的环氧值在175～200g/mol。
在一个具体的可实施方案中，所述溶剂选自乙酸、乙醇、乙二醇，二氯甲烷、苯乙烯、戊烷、己烷、辛烷、二氯苯、二氯甲烷、甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、环氧丙烷、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、吡啶溶液中的任意一种，所述溶剂的质量分数为0.5%-2%。
第二方面，本申请提供一种耐温粘土稳定剂的制备方法，采用如下的技术方案：
一种耐温粘土稳定剂的制备方法，其步骤包括：将环氧化合物和胺源化合物加入到溶剂中，搅拌混匀，加入碱性催化剂进行反应即得。
本申请包括以下至少一种有益技术效果：
本申请通过使用含氨基聚合物作为基体，利用环氧基团化合物和二元胺在其表面添加多个阳离子吸附位点，可以与粘土矿物质表面的阴离子结合，在粘土矿物质表面形成密致的膜，防止粘土矿物质与水分子之间接触发生粘土矿物质的膨胀问题。
本申请的粘土稳定剂上的小分子链，可以进入粘土矿物质分子的晶层内部，通过与粘土矿物质中的H和OH层进行氢键结合，从而在物理吸附层面上阻止粘土矿物质与水的结合。
本申请制备的耐温粘土稳定剂，通过环氧基团化合物与含氨基聚合物的相互作用，环氧基团化合物中化学键的断裂，形成碳正离子与含氨基化合物分子中的羟基成醚；同时另一端的环氧开环，与另一个含氨基化合物分子中的羟基成醚这样的反应使得耐温粘土稳定剂具有较好的耐酸性。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。需要说明的是，本申请所用原料均可通过市售获得。
本实施例公开了一种耐温粘土稳定剂，包括以下原料：胺源化合物，环氧基团化合物，溶剂，碱性催化剂。
进一步的，所述胺源化合物与环氧基团化合物的重量为1：(1-8)。
更进一步的，所述胺源化合物与环氧基团化合物的重量为1：2.43。
进一步的，所述胺源化合物选自一元胺、二元胺化合物、多元胺化合物、含氨基聚合物中的一种。
更进一步的，所述胺源化合物为二元胺和含氨基聚合物两种物质。
进一步的，所述二元胺和含氨基聚合物的质量比为5:(1.2-2.5)。
更进一步的，所述二元胺和含氨基聚合物的质量比为5：2。
进一步的，所述二元胺选自乙二胺、丙二胺、己二胺、对苯二胺、二甲胺、丁二胺、戊二胺中的一种或者两种或两种物质的混合。
更进一步的，所述二元胺为乙二胺。
进一步的，所述含氨基聚合物选自壳聚糖、氨基甲酸酯、聚酰胺、聚乙烯亚胺中的一种。
更进一步的，所述含氨基聚合物为壳聚糖。
进一步的，所述碱性催化剂选自氢氧化钠、碳酸钠、氧化镁、氧化铝中的一种。
更进一步的，所述碱性催化剂为氢氧化钠。
进一步的，所述环氧基团化合物选自环氧氯丙烷、环氧乙烷、环氧丙烷中的一种。
更进一步的，所述环氧基团化合物为环氧氯丙烷。
进一步的，所述溶剂选自乙酸、乙醇、乙二醇，二氯甲烷、苯乙烯、戊烷、己烷、辛烷、二氯苯、二氯甲烷、甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、环氧丙烷、甲基异丁酮、乙二醇单甲醚、吡啶溶液中的一种。
更进一步的，所述溶剂为乙酸，所述乙酸为质量分数为1%的乙酸溶液。
进一步的，所述壳聚糖的分子量为16000-20000Da。
更进一步的，所述壳聚糖的分子量为18000Da。
进一步的，所述聚氨酯的分子量为5000-10000。
更进一步的，所述聚氨酯的分子量为6000。
进一步的，所述聚丙烯酰胺的分子量为1×104-2×107。
更进一步的，所述聚丙烯酰胺的分子量为1.5×104。
进一步的，所述聚乙烯亚胺的分子量为800-1000。
更进一步的，所述聚乙烯亚胺的分子量为900。
壳聚糖是一种天然的有机高分子聚合物，其分子链上含有多个羟基、氨基等活性基团，主要应用于食品和医药行业，但是申请人发现壳聚糖的长链分子经过改性之后，可以解决油气开发过程中出现的黏土遇水膨胀的问题，应用于油田开发与黏土稳定剂起到了相同的作用，由于壳聚糖上多反应位点，可以将这些反应位点进行改性，形成多个阳离子基团，从而与黏土矿物质表面的阴离子相互作用，产生吸附效应，在黏土矿物质表面形成均匀的膜，阻断了油气开发过程中，黏土矿物质与水分子的接触，从而起到防止黏土水化膨胀的作用，同时侧链的氮阳离子与季铵盐基团带大量的正电电荷，使得与黏土矿物质连接紧密，不易脱落，具有较好的耐冲刷性能，并且具有很高的耐酸性。
申请人发现在研究过程中发现，在使用过程中由于壳聚糖表面的众多阳离子很容易在使用过程中容易导致地层发生润湿性的变化，为了解决这一问题，申请人经过大量的实验研究发现，当选择使用环氧氯丙烷和乙二胺对壳聚糖进行改性之后，尤其是壳聚糖、环氧氯丙烷和乙二胺的质量比为1：8.5：2.5时，壳聚糖表面的改性得到烷基基团和氮阳离子，能够在水中电离出聚阳离子。聚阳离子能够以附着在不同晶层表面上而将其连接，缩小晶层间距离；或以聚阳离子同时附着到临近的黏土的方式将其连接，从而有效抑制黏土膨胀运移。
在研究过程中，申请人发现粘土矿物质会发生三种水化作用影响石油的开采，（1）表面水化：粘土颗粒晶格内的H或OH层，在跟水分子接触时，会发生氢键的吸附作用，从而导致粘土水化；（2）由于粘土矿物层之间的毛细管效应，使水分子进入粘土矿物质的细小缝隙以及粘土矿物层，导致水化现象的发生；（3）由于粘土颗粒具有扩散双电层加厚的现象，扩散双电层的加厚使得粘土矿物质的电位加大，从而加大了水化效应。
本申请旨在解决粘土矿物质与水分子之间的毛细管效应问题出发，通过将壳聚糖表面改性，使得壳聚糖表面有氮阳离子，通过粘土矿物之间的分子的缝隙进入到粘土颗粒晶格之中，与粘土矿物质产生大量的氢键吸附，使得水分子入侵粘土矿物质的能力降低，实现粘土矿物质水化问题的解决。
本申请还公开了一种耐温粘土稳定剂的制备方法包括以下步骤：
S1：将环氧氯丙烷加入到乙二胺溶液中，控制环氧氯丙烷滴加的时间在1-2h，保持反应温度为15-20℃之间。
S2：将壳聚糖加入质量分数为1%的乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液。
S3：当环氧氯丙烷滴加完成之后，加步骤S2的混合溶液，在加入5-10mL质量分数为1-5%的氢氧化钠溶液，在40-55℃反应6-9h，将产物洗涤烘干即得。
进一步的，所述制备方法包括以下步骤：
S1：取81.6g的环氧氯丙烷加入到乙二胺24g溶液中，控制环氧氯丙烷滴加的时间在1h，保持反应温度为15℃。
S2：将9.6g的壳聚糖加入320 mL质量分数为1%的乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液。
S3：当环氧氯丙烷滴加完成之后，加入步骤S2的混合溶液，在加入5mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液，在50℃反应8h，将产物洗涤烘干即得。
实施例1
一、原料组成
原料包括：乙二胺、壳聚糖、环氧氯丙烷、乙酸、氢氧化钠。所述壳聚糖的分子量为18000Da。
二、制备方法
S1：取81.6g的环氧氯丙烷加入到乙二胺24g溶液中，控制环氧氯丙烷滴加的时间在1h，保持反应温度为15℃。
S2：将9.6g的壳聚糖加入320 mL质量分数为1%的乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液。
S3：当环氧氯丙烷滴加完成之后，加入步骤S2的混合溶液，在加入5mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液，在50℃反应8h，将产物洗涤烘干即得。
实施例2
一、原料组成
原料包括：乙二胺、壳聚糖、环氧氯丙烷、乙酸、氢氧化钠。所述壳聚糖的分子量为18000Da。
二、制备方法
S1：取81.6g的环氧氯丙烷加入到乙二胺68g溶液中，控制环氧氯丙烷滴加的时间在1h左右，保持反应温度为15℃之间。
S2：将13.6g的壳聚糖加入320 mL质量分数为1%的乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液。
S3：当环氧氯丙烷滴加完成之后，加入步骤S2的混合溶液，在加入8mL质量分数为3%的氢氧化钠溶液，在40℃反应6h，将产物洗涤烘干即得。
实施例3
一、原料组成
原料包括：乙二胺、壳聚糖、环氧氯丙烷、乙酸、氢氧化钠。所述壳聚糖的分子量为18000Da。
二、制备方法
S1：取81.6g的环氧氯丙烷加入到乙二胺8.5g溶液中，控制环氧氯丙烷滴加的时间在1h左右，保持反应温度为15℃之间。
S2：将1.7g的壳聚糖加入32 mL质量分数为1%的乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液。
S3：当环氧氯丙烷滴加完成之后，加入步骤S2的混合溶液，在加入10mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液，在40℃反应6h，将产物洗涤烘干即得。
实施例4
一、原料组成
原料包括：丙二胺、壳聚糖、环氧氯丙烷、乙酸、氢氧化钠。所述壳聚糖的分子量为18000Da。
二、制备方法
S1：取81.6g的环氧氯丙烷加入到丙二胺68g溶液中，控制环氧氯丙烷滴加的时间在1h左右，保持反应温度为15℃之间。
S2：将13.6g的壳聚糖加入320mL质量分数为1%的乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液。
S3：当环氧氯丙烷滴加完成之后，加入步骤S2的混合溶液，在加入8mL质量分数为3%的氢氧化钠溶液，在40℃反应6h，将产物洗涤烘干即得。
实施例5
一、原料组成
原料包括：己二胺、壳聚糖、环氧乙烷、乙酸、氢氧化钠。所述壳聚糖的分子量为18000Da。
二、制备方法
S1：取81.6g的环氧乙烷加入到己二胺68g溶液中，控制环氧氯丙烷滴加的时间在1h左右，保持反应温度为15℃之间。
S2：将13.6g的壳聚糖加入320 mL质量分数为1%的乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液。
S3：当环氧乙烷滴加完成之后，加入步骤S2的混合溶液，在加入8mL质量分数为3%的氢氧化钠溶液，在40℃反应6h，将产物洗涤烘干即得。
实施例6
一、原料组成
原料包括：丁二胺、壳聚糖、环氧乙烷、乙酸、氢氧化钠。所述壳聚糖的分子量为18000Da。
二、制备方法
S1：取81.6g的环氧乙烷加入到丁二胺68g溶液中，控制环氧氯丙烷滴加的时间在1h左右，保持反应温度为15℃之间。
S2：将13.6g的壳聚糖加入320mL质量分数为1%的乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液。
S3：当环氧乙烷滴加完成之后，加入步骤S2的混合溶液，在加入8mL质量分数为3%的氢氧化钠溶液，在40℃反应6h，将产物洗涤烘干即得。
实施例7
一、原料组成
原料包括戊二胺、壳聚糖、环氧乙烷、乙酸、氢氧化钠。所述壳聚糖的分子量为18000Da。
二、制备方法
S1：取81.6g的环氧丙烷加入到戊二胺68g溶液中，控制环氧氯丙烷滴加的时间在1h左右，保持反应温度为15℃之间。
S2：将13.6g的壳聚糖加入320mL质量分数为1%的乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液。
S3：当环氧丙烷滴加完成之后，加入步骤S2的混合溶液，在加入8mL质量分数为3%的氢氧化钠溶液，在40℃反应6h，将产物洗涤烘干即得。
实施例8
一、原料组成
原料包括戊二胺、聚氨酯、环氧乙烷、乙酸、氢氧化钠。所述聚氨酯的分子量为6000。
二、制备方法
S1：取81.6g的环氧丙烷加入到戊二胺68g溶液中，控制环氧氯丙烷滴加的时间在1h左右，保持反应温度为15℃之间。
S2：将13.6g的聚氨酯加入320mL质量分数为1%的乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液。
S3：当环氧丙烷滴加完成之后，加入步骤S2的混合溶液，在加入8mL质量分数为3%的氢氧化钠溶液，在40℃反应6h，将产物洗涤烘干即得。
实施例9
一、原料组成
原料包括戊二胺、聚丙烯酰胺、环氧乙烷、乙酸、氢氧化钠。所述聚丙烯酰胺的分子量为1.5×104。
二、制备方法
S1：取81.6g的环氧丙烷加入到戊二胺68g溶液中，控制环氧氯丙烷滴加的时间在1h左右，保持反应温度为15℃之间。
S2：将13.6g的聚丙烯酰胺加入320mL质量分数为1%的乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液。
S3：当环氧丙烷滴加完成之后，加入步骤S2的混合溶液，在加入8mL质量分数为3%的氢氧化钠溶液，在40℃反应6h，将产物洗涤烘干即得。
实施例10
一、原料组成
原料包括戊二胺、聚乙烯亚胺、环氧乙烷、乙酸、氢氧化钠。所述聚乙烯亚胺的分子量为900。
二、制备方法
S1：取81.6g的环氧丙烷加入到戊二胺68g溶液中，控制环氧氯丙烷滴加的时间在1h左右，保持反应温度为15℃之间。
S2：将13.6g的聚乙烯亚胺加入320mL质量分数为1%的乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液。
S3：当环氧丙烷滴加完成之后，加入步骤S2的混合溶液，在加入8mL质量分数为3%的氢氧化钠溶液，在40℃反应6h，将产物洗涤烘干即得。
对比例1
本对比例1与实施例1不同之处在于，所述耐温粘土稳定剂的制备方法包括以下步骤：
S1：取81.6g的环氧氯丙烷加入到乙二胺20g溶液中，控制环氧氯丙烷滴加的时间在1h，保持反应温度为15℃。
S2：将8g的壳聚糖加入320 mL质量分数为1%的乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液。
S3：当环氧氯丙烷滴加完成之后，加入步骤S2的混合溶液，在加入5mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液，在50℃反应8h，将产物洗涤烘干即得。
对比例2
本对比例2与实施例1不同之处在于，所述耐温粘土稳定剂的制备方法包括以下步骤：
S1：取81.6g的环氧氯丙烷加入到乙二胺20g溶液中，控制环氧氯丙烷滴加的时间在1h，保持反应温度为15℃。
S2：将4g的壳聚糖加入32 mL质量分数为1%的乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液。
S3：当环氧氯丙烷滴加完成之后，加入步骤S2的混合溶液，在加入5mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液，在50℃反应8h，将产物洗涤烘干即得。
对比例3
本对比例3与实施例1不同之处在于，所述壳聚糖的分子量为15000Da。
对比例4
本对比例4与实施例1不同之处在于，所述耐温粘土稳定剂的制备方法包括以下步骤：
S1：取81.6g的环氧氯丙烷加入到乙二胺15g溶液中，控制环氧氯丙烷滴加的时间在1h，保持反应温度为15℃。
S2：将10g的壳聚糖加入320mL质量分数为1%的乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液。
S3：当环氧氯丙烷滴加完成之后，加入步骤S2的混合溶液，在加入5mL质量分数为5%的氢氧化钠溶液，在50℃反应8h，将产物洗涤烘干即得。
对比例5
本对比例5与实施例4不同之处在于，所述耐温粘土稳定剂的制备方法包括以下步骤：
S1：取81.6g的环氧氯丙烷加入到丙二胺10g溶液中，控制环氧氯丙烷滴加的时间在1h左右，保持反应温度为15℃之间。
S2：将11.4g的壳聚糖加入320mL质量分数为1%的乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液。
S3：当环氧氯丙烷滴加完成之后，加入步骤S2的混合溶液，在加入8mL质量分数为3%的氢氧化钠溶液，在40℃反应6h，将产物洗涤烘干即得。
对比例6
本对比例6与实施例5不同之处在于，所述耐温粘土稳定剂的制备方法包括以下步骤：
S1：取81.6g的环氧乙烷加入到己二胺68g溶液中，控制环氧氯丙烷滴加的时间在1h，保持反应温度为20℃之间。
S2：将13.6g的壳聚糖加入320mL质量分数为1%的乙酸溶液中，搅拌均匀得到混合溶液。
S3：当环氧乙烷滴加完成之后，加入步骤S2的混合溶液，在加入10mL质量分数为3%的氢氧化钠溶液，在40℃反应6h，将产物洗涤烘干即得。
性能测试
1、防膨效果测试
将实施例1-10，对比例为1-6制备的耐温黏土稳定剂进行防膨效果对比。
具体测试步骤：
（1）将三个实施例的黏土稳定剂分别配成0 .5%浓度的溶液。
（2）分别称取0.50g膨润土（精确至0.01g），分别装入3个10mL离心管中，分别加入10mL配置好的三种黏土稳定剂溶液，充分摇匀，在室温下静置2h。
（3）将静置好的离心管装入离心机中，在转速1600r/min下离心15min，读出膨润土膨胀后的体积V1。
（4）改变三种黏土稳定剂的浓度为1%、1.5%、2%、2.5%，重复步骤（2）-（3）。
（5）分别用10mL水和煤油取代黏土稳定剂溶液，测定膨润土在水中和煤油中的膨胀体积V2和V0。
（6）按下述公式计算防膨率：
防膨率=（膨润土在水中的膨胀体积V2-膨润土在黏土稳定剂溶液中的膨胀体积V1）/（膨润土在水中的膨胀体积V2-膨润土在煤油中的膨胀体积V0）；结果如表1所示。
表1各实施例的防膨胀率
通过以上测试结果可以看出，实施例1-10具有较好的防膨胀性能，其防膨胀率均在80%，尤其是实施例1中的防膨胀率可以到达96.8%，同时对比例中防膨胀率低，说明对比例中的方案并不能满足本申请的技术要求。在后续的性能测试中将对比例出去，对实施例1-10进行后续的性能测试。
2、耐冲刷测试
将实施例1-10与KCI溶液分别制成10mL%质量分数含粘土溶液，设置KCI溶液为对照组，取出上清液，加入10mL放入离心机搅拌均匀，每隔3.5h离心一次，测定粘土的膨胀体积Vp,再倒去上层清液，再补充等量的加蒸馏水至10ml直至黏土因为水化现象无法沉淀。换水次数与黏土稳定剂的耐冲刷能力存在着正相关性，结果如表2所示。
表2各实施例的膨胀体积
通过以上测试结果可以看出，部分实施例在耐冲刷性能的测试中，呈现出较好的耐冲刷性能，比如实施例1-5试管中的矿物质黏土的体积在不断地减小，证明该实施例中的耐温黏土稳定剂可以在黏土矿物质表面形成一种防水膜，防止水分与矿物质黏土的结合，而部分实施例，比如实施例6-10呈现出于实施例1-5相反的趋势，证明在试验过程中，耐温黏土稳定剂与矿物质黏土的作用效果不理想，在多次的加水离心之后会出现黏土稳定剂从矿物质黏土表面脱离的情况，从而使水分子有机会和矿物质黏土结合，出现矿物质黏土在多次的离心之后，出现体积变大的情况。
3、耐热裂解性能测试
将实施例1-10制备得到的耐温黏土稳定剂，将耐温黏土稳定剂配置成质量分数为1%的溶液，取10mL分别放入10mL的离心管中，在向离心管中加入称取的0.5g黏土矿物质，充分摇匀静置2 h，将静置好的离心管装入离心机中，在转速2100r/min下离心15min，读出膨润土膨胀后的体积V4。
将实施例1-10制备得到的耐温黏土稳定剂，分别经过100℃、200℃、300℃的高温5h后，将耐温黏土稳定剂配置成质量分数为1%的溶液，取10 mL分别放入10mL的离心管中，在向离心管中加入称取的0.5g黏土矿物质，充分摇匀静置2 h，将静置好的离心管装入离心机中，在转速2100r/min下离心15min，读出膨润土膨胀后的体积V5。
计算耐温黏土稳定剂在高温处理前与矿物质黏土作用和耐温黏土稳定剂在高温处理后于与矿物质黏土作用的体积变化比；体积变化比等于（V5-V4）/V4，将计算结果计入表3。
表3各实施例的体积比
通过以上性能测试可以看出，实施例1-10只有实施例1-3表面处较好的耐高温性，尤其是实施例1在300℃高温处理之后，其体积比仅有0.5%，其可能得原因在于，实施例中得到的耐温黏土稳定剂而其他实施例制备的耐温黏土稳定剂则出现较大的体积比变化，其可能原因在于部分实施例中的耐温黏土稳定剂在过高的温度下出现化学键的断裂，壳聚糖分子链上其作用的基团失活，导致高温处理后，与耐温黏土稳定剂在与黏土矿物质作用时，效果不理想，从而导致体积比的增加。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (3)
1.一种耐温粘土稳定剂，其特征在于，包括以下原料：胺源化合物，环氧基团化合物，溶剂，碱性催化剂;
所述耐温粘土稳定剂的制备方法，其步骤包括：将环氧基团化合物和胺源化合物加入到溶剂中，搅拌混匀，加入碱性催化剂进行反应即得；
其中，所述胺源化合物选自乙二胺和壳聚糖，所述壳聚糖的分子量为16000-20000Da；所述乙二胺和壳聚糖的质量比为5:(1.2-2.5)；
所述环氧基团化合物选自环氧氯丙烷；所述溶剂选自乙酸溶液；所述碱性催化剂选自氢氧化钠；所述胺源化合物与环氧基团化合物的重量比为1:(1-8)。
2.根据权利要求1所述耐温粘土稳定剂，其特征在于，所述碱性催化剂为上述化学物质配置成的溶液，其浓度范围为1%-10%，添加的量为1-10mL。
3.根据权利要求1所述耐温粘土稳定剂，其特征在于，所述溶剂的质量分数为0.5%-2%。
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