MX2010013963A - Uso como agente espesante de formulaciones acuosas salinas de un copolimero acrilico hidrosoluble, reticulado y modificado de manera hidrofuga. - Google Patents

Uso como agente espesante de formulaciones acuosas salinas de un copolimero acrilico hidrosoluble, reticulado y modificado de manera hidrofuga.

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Abstract

La invención consiste en usar como agente espesante de una formulación acuosa rica en sales un copolímero hidrosoluble o soluble en álcalis constituido por (en peso): a) 30 a 45 % de ácido (meta) acrílico; b) 50 a 60 % de acrilamida o N-metilol de un éster acrílico; c) 2 a 10 % de monómero hidrófugo de fórmula R1 - (R2O)m - R3, donde: - R1 designa la función insaturada polimerizable; - R2O designa un grupo de óxido de alquileno con de 1 a 6 átomos de carbono; - m es un entero comprendido entre 20 y 50; - R3 designa una cadena alquilo lineal que contiene como mínimo 16 y como máximo 26 átomos de carbono; d) 0.1 a 4 % como mínimo de reticulante, preferentemente dimetacrilato de etilenglicol (EDMA).

Description

SO COMO AGENTE ESPESANTE DE FORMULACIONES ACU NAS DE UN COPOLIMERO ACRÍLICO HIDROSOLUBLE, RETI MODIFICADO DE MANERA HIDRÓFUGA En general, se suele espesar un medio acuoso mediante la in límeros hidrosolubles de origen natural o sintético, por ejempl ros gomas de guar o xantanos, celulosa o polisacáridos y dos poliacrilamidas, copolímeros de ácido acrilico o de rilatos, copolímeros de ácido (meta) acrilico con otros monóm e entiende como empleo de polímeros como agentes espesantes.
Sin embargo, en determinadas aplicaciones, la presencia de las sales de sodio, calcio o magnesio, altera la eficacia antes, como por ejemplo en el caso de fluidos de perforación iferos. Además, dichos fluidos se ven sometidos a importantes te miento que constituyen un segundo factor nocivo para espesar ntes en el medio, sobre todo por la destrucción de 097). En cambio, su elevado costo y su sensibilidad al cal a temperaturas próximas a los 150 °C algo habitual en aplica de perforación, representan serios inconvenientes para su us .
Otra vía se basa en el empleo de poliacrilamidas y copolí ida con otros monómeros. Según los últimos adelantos de la mbito, se trata de la alternativa técnica por la que se ha op ria. A este respecto, cabe mencionar los documentos FR 2 32 200 y GB 2 077 750 en relación al empleo de poliacrila entos US 4 268 400, US 4 423 199, US 4 782 120, US 4 56 152, US 4 600 515 y US 4 740 318, acerca del uso de copolí (meta) acrílico, de la acrilamida y eventualmente de otro mo ente los documentos US 4 463 152, US 3 551 479, US 4 432 696 acerca de los copolímeros de la acrilamida con un activo. Sin embargo, aunque permiten espesar satisfactoriament o rico en sales, dichos polímeros no presentan las mismas ga miento.
Dicho copolímero pertenece a la familia de las emul icación hidrófuga y solubles en los álcalis, conocidas con el acrón . De manera general, estas emulsiones designan copolímeros acrílico, con un éster (meta) acrílico y un monómero hidrófugo. ptible de desarrollar, en medio acuoso, interacciones asocia buyen a espesar el medio.
Dichas estructuras han sido ampliamente descritas tan entación científica como en las publicaciones de Shay et al.: JCT ), 2(6), pp. 423-433; Handbook of Coatings Additives (2nd Editio 5-467; PMSE Preprínts (2002), 87, pp. 27-29; Polymeric Materia ngineeríng (2001), 85, pp. 213-214; Proceedings of the In borne, High-Solids, and Powder Coatings Symposium (2002), 29t Además, los métodos de síntesis de estos polímeros son i idos, por ejemplo por los documentos EP 0 013 836, US 4 26 902 e incluso US 4 138 381.
De todos modos, es cierto que se han reivindicado las e ales de tipo HASE en los fluidos de perforación de pozos petrolífe onia el documento antiguo (publicado en 1980) que describe estr ASE nuevas en aquella época, y reivindica ampliamente su e les aplicaciones, como por ejemplo en fluidos de perforació to, podemos imaginarnos que la intención del redactor de dichb d citar los fluidos de perforación— consistía en cubrir el m ciones posibles para las nuevas moléculas reivindicadas, a e probado dichas moléculas en cada aplicación. Finalmente, que, sin la aportación de la presente invención, no podríamo del documento EP 0 011 806, a un producto eficaz en tér arniento de una formulación acuosa rica en sales, a la ve amente y resistente a la cizallamiento.
Por otro lado, el primer objetivo de la presente invención reside agente espesante de una formulación acuosa, de un c oluble o soluble en álcalis que se caracteriza por estar cons pertenece al grupo de las vinílicas, de los ésteres (meta) acrílic uretanos insaturados vinílicos y de los éteres alílicos o preferentemente la función éster (meta) acrílico; R20 designa un grupo de óxido de alileno que tien 6 átomos de carbono, preferentemente un grupo de óxido de et óxido de propileno, y mucho más preferentemente un grupo d etileno; m es un entero comprendido entre 20 y 50, prefer entre 30 y 40; R3 designa una cadena alquilo lineal que conti mínimo 16 y como máximo 26 átomos de carbono, preferente mínimo de 18 y un máximo de 22 átomos de carbono: d) 0.1 a 4 % como mínimo de reticulante, prefer dimetacrilato de etilenglicol (EDMA).
La suma de los porcentajes a), b), c) y d) es igual a 100 %.
El uso se caracteriza asimismo en que dicho copolímero rización de radicales controlada y preferentemente de poli lada por nitróxidos (NMP) o cobaloximas, polimerización por tra rno de radical (ATRP), polimerización de radicales controlada por sos, seleccionados entre carbamatos, ditioésteres o tritioc ) o xantatos.
El uso se caracteriza asimismo en que dicho copolímero pued és de la reacción de neutralización total o parcial, tratarse o se fases, por uno o varios solventes polares que p entemente al grupo constituido por agua, metanol, etanol, panol, butanoles, acetona, tetrahidrofurano o sus mezclas, sien es la correspondiente al mencionado copolímero.
El uso de un copolímero hidrosoluble, como agente espesan lación acuosa, se caracteriza asimismo en que dicha formulación ido en sales comprendido entre 1 y 100 g/l.
El uso de un copolímero hidrosoluble, como agente espesan lación acuosa, se caracteriza asimismo en que dicha formulació Este ensayo ¡lustra la invención y utiliza un copolímero, com sado en porcentajes en peso de cada uno de sus monómeros): a) 40.3 % de ácido metacrílico; b) 54.1 % de acrilato de etilo, 0.7 % de acrilamida, 0.85 % d acrilamida; c) 2.5 % de un monómero hidrófugo de fórmula R - (R2 donde: Ri designa la función metacrilato; R20 designa una unidad de óxido de etileno siendo R3 es un grupo hidrófugo alquilo lineal constitui átomos de carbono; d) 1.55 % de EDMA.
Ensayo n.° 2 Este ensayo ilustra el arte anterior y utiliza un copolímero, com sado en porcentajes en peso de cada uno de sus monómeros): Ensayo n.° 3 Este ensayo ilustra el arte anterior y utiliza un copolímero, com sado en porcentajes en peso de cada uno de sus monómeros): a) 39.8 % de ácido metacrílico; b) 52.1 % de acrilato de etilo, 7.7 % de acrilato de butilo; c) 0.4 % de ftalato de dialilo.
Ensayo n.° 4 Este ensayo ilustra el arte anterior y utiliza un copolímero, com sado en porcentajes en peso de cada uno de sus monómerbs): a) 38.5 % de ácido metacrílico; b) 54.9 % de acrilato de etilo; c) 6.6 % de un monómero hidrófugo de fórmula Ri - (F¾ donde: R designa la función metacrilato; R20 designa una unidad de óxido de etileno siendo donde: Ri designa la función metacrilato; R2O designa una unidad de óxido de etileno siendo R3 es un grupo hidrófugo alquilo ramificado constitu átomos de carbono.
Ensayo n.° 6 Este ensayo ilustra el arte anterior y utiliza un copolímero, com sado en porcentajes en peso de cada uno de sus monómeros): a) 35.5 % de ácido metacrílico; b) 57.8 % de acrilato de etilo; c) 6.7 % de un monómero hidrófugo de fórmula - (R2 donde: R1 designa la función hemimaleato; R2O designa una unidad de óxido de etileno siendo R3 es un grupo hidrófugo alquilo ramificado constitu Ri designa la función metacrilato; R20 designa una unidad de óxido de etileno siendo R3 es un grupo hidrófugo alquilo ramificado constitu átomos de carbono.
Ensayo n.° 8 Este ensayo ilustra el arte anterior y utiliza un copolímero, com sado en porcentajes en peso de cada uno de sus monómeros): a) 36.2 % de ácido metacrílico; b) 53.8 % de acrilato de etilo; c) 10.0 % de un monómero hidrófugo de fórmula Ri - (R2 donde: Ri designa la función metacrilato; R20 designa una unidad de óxido de etileno siendo R3 es un grupo hidrófugo alquilo ramificado constitu átomos de carbono. condensación entre el diisocianato de tolueno y el met etilenglicol); R2O designa una unidad de óxido de etileno siendo R3 es un grupo hidrófugo aromático nonilfenol.
Ensayo n.° 10 Este ensayo ilustra el arte anterior y utiliza un copolímero, com sado en porcentajes en peso de cada uno de sus monómeros): a) 42.6 % de ácido metacrílico; b) 54.3 % de acrilato de etilo, 0.87 % de N-metilol acrilamid de acrilamida; c) 1.57 % de EDMA.
Al utilizar 280 g de agua desionizada con 60 g/l de cloruro de evado a cabo los ensayos añadiendo 20 g del espesante en ndo el pH a 7.8 - 8.2 mediante hidróxido de sodio al 50 % y m ° Tabla 1 Estos resultados demuestran claramente la superioridad del p nción, cuya cantidad necesaria para obtener cierto nivel de vise nte inferior a la relativa a los polímeros del arte anterior.
Tabla 2 al mineral Masa en g/l ulfato de sodio 0.008 idrogenocarbonato de sodio 0.486 romuro de sodio 0.175 loruro de potasio 0.729 loruro de calcio dihidratado 3.455 loruro de magnesio hexahidratado 2.937 loruro de estroncio hexahidratado 0.140 loruro de bario dihidratado 0.081 loruro de sodio 44.173 Se realiza la formulación y se ajusta el pH a 8.8 - 9.2 mediante io al 20 %. Se deja reposar la formulación espesada durante 48 su viscosidad con un viscosímetro Haake™ Rheostress 150 a izallamiento de 0.1 s"1.
Los resultados figuran en la Tabla 3. iso C16 designa el alcohol de Guerbet ramificado con 16 carbono iso C20 designa el alcohol de Guerbet ramificado con 20 carbono TSP designa el radical tristirilfenol C22 designa la cadena grasa lineal con 22 átomos de car Tabla 3 Arte N- AMA AE Acrilamida MS Reticulante ant. metilol Inv. % % % % % m R3 EDMA AA 32.65 54.4 0.7 0.8 9.9 25 iso C16 1.55 AA 32.65 54.4 0.7 0.8 9.9 25 iso C20 1.55 AA 40.15 54.1 0.7 0.8 2.7 25 iso C16 1.55 AA 40.15 54.1 0.7 0.8 2.7 25 TSP 1..55 IN 40.95 54.8 0.7 0.8 1.2 25 C22 1.55 IN 40.15 53.4 0.7 0.8 3.45 25 C22 1.55 IN 39.4 52.6 0.7 0.8 4.95 25 C22 1.55 IN 32.65 54.4 0.7 0.8 9.9 25 C22 1.55 Ejemplo 3 Este ejemplo concierne al uso de un polímero según la inve mulsión inversa a base de acrilamida y de una goma xantana se or, con altísimas tensiones de cizallamiento y a temperatura muy En los ensayos 22 a 25, se utilizan diferentes polímeros co ar una formulación acuosa, agua salina sintética, tal y como se d plo 2.
Ensayo n ° 22 Este ensayo ilustra el arte anterior y utiliza un 0.5 % en pes a activa (en relación al peso total de la formulación acuosa salín ión inversa a base de acrilamida, comercializada con el nombre d 1040 de la empresa SNF Floerger™.
Ensayo n.° 23 Este ensayo ilustra el arte anterior y utiliza un 1.8 % en pes b) 54.1 % de acrilato de etilo, 0.7 % de acrilamida, 0.85 metilol acrilamida; c) 2.5 % de un monómero hidrófugo de fórmula Ri - (f¾ donde: - Ri designa la función metacrilato; - R20 designa una unidad de óxido de etileno siendo m = 2 - R3 es un grupo hidrófugo alquilo lineal constituido por 22 carbono; d) 1.55 % de EDMA.
Ensayo n.° 25 Este ensayo ilustra la invención y utiliza un 1.4 % en peso ia activa (en relación al peso total de la formulación acuosa salin ón acuosa del copolímero del ensayo n.° 24.
Para cada polímero mencionado, hemos: determinado la viscosidad Brookfield™ a 20 revoluci ° (150 °C) y hemos determinado la viscosidad Brookfiel revoluciones por minuto, a 150 °C, anotada como Bk2o (15 Los resultados figuran en la Tabla 4 (viscosidades expresadas Tabla 4 Esta Tabla 4 demuestra que la eficacia de los polímeros según espesantes, en condiciones normales de temperatura y sin ciz s de viscosidades iniciales y tras 24 horas) es superior a la efic ros del arte anterior. En presencia de una tensión de cizallam oma xantana de a de es esar el medio mientras ue los olím

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES 1. El uso como agente espesante de una formulación acuo mero hidrosoluble o soluble en álcalis que se caracteriza tuido por (expresado en porcentajes en peso de cada un meros): a) 30 a 45 % de ácido (meta) acrílico, preferenteme rílico; b) 50 a 60 % de acrilamida y/o N-metilol y/o éste onado de entre los (meta) acrilatos de etilo y de butilo, prefer o de etilo; c) 2 a 10 % de un monómero hidrófugo de fórmula Ri nde: - Ri designa una función insaturada polimerizable, que pe de las vinílicas, de los éteres (meta) acrílicos, de los uretanos in s, de los ésteres alílicos o vinílicos, y preferentemente la fun ) acrílico; - R2O designa un grupo de óxido de alquileno que tien os de carbono, preferentemente un grupo de óxido de etileno pileno, y mucho más preferentemente un grupo de óxido de etile tero comprendido entre 20 y 50, preferentemente entre 30 y a una cadena al uilo lineal ue contiene como mínimo 16 com ías, sus mezclas y preferentemente, total o parcialmente neutra ido de sodio. 3. El uso de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en do mero se obtiene a partir de procedimientos de polimerización de lución, en emulsión directa o inversa, en suspensión o precip tes, en presencia de sistemas catalíticos y agentes de transf o de procedimientos de polimerización de radicales con entemente de polimerización controlada por nitróxidos ximas, polimerización por transferencia de átomo de radica rización de radicales controlada por derivados sulfurosos, sele carbamatos, ditioésteres o tritiocarbonatos (RAFT) o xantatos. 4. El uso de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, copolímero puede, antes o después de la reacción de neutraliza l, tratarse o separarse en varias fases, por uno o varios solvent ertenezcan preferentemente al grupo constituido por agua, metan ol, isopropanol, butanoles, acetona, tetrahidrofurano o sus mezcl las fases la corres ondiente al mencionado co olímero.
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