专利名称：水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂及其加工方法
技术领域：
本发明涉及一种表面活性剂及其加工方法。
背景技术：
随着世界经济的飞速发展，号称工业味精的水溶性高分子聚合物增稠剂的用途越来越广，用量越来越大，在使用水溶性高分子聚合物增稠剂产品的过程中存在的问题也就越显突出，主要表现在两个方面，一方面是针对于天然水溶性高分子聚合物增稠剂，如胍胶，魔芋胶，香豆角胶，海藻胶等等，以胍胶为例，因为胍胶粉末颗粒遇水以后，迅速增粘，如果在接触水以前没有充分分散开来，就极易形成胶包(一种胶粉团块，内部为干核，外部为已溶解膨胀的溶胶，溶胶将水阻隔在外面，致使包内的干核极难溶解，甚至无法溶解)，研究人员做了大量工作，力图找到一种将水溶性聚合物有效溶解在水中的方法，有时将干粉水溶性聚合物用水溶性有机溶剂或表面活性物质润湿，以求流体渗入颗粒之间将它们分离开来。使用这些方法进行水溶解时，在冷水中效果尚可，但温水或热水时就会遇到重重困难。对于水溶性高分子聚合物增稠剂分散在惰性有机流体中制得浓缩悬浮液的工作，也被应用在钻井工业和采油工业，其中以哈里伯顿公司的浓缩亲水聚合物悬浮液配方性能最优越，它的专利描述为将占悬浮液重量百分数为25％～60％的水溶性高分子聚合物至少包括胍胶，羟丙基胍胶，羧甲基羟丙基胍胶，羟乙基纤维素和羧甲基羟乙基纤维素中的一种，加入到加有重量百分数为1％～10％的悬浮剂的烃质流体携带液中，在混合过程中经受高剪切作用，制得一种较稳定的亲水聚合物在烃质携带液中的浓缩悬浮液。此方法在实际应用中存在许多缺陷，包括携带液范围太窄，仅局限于烃质流体；所能改造的水溶性高分子聚合物的种类太少，仅为胍胶，羟丙基胍胶，羧甲基羟丙基胍胶，羟乙基纤维素和羧甲基羟乙基纤维素中的一种或几种；浓缩悬浮液的配制过程太复杂，不便于操作，尤其需要高剪切作用，对于大规模生产制约很大；稳定时间短，容易形成沉淀，不利于工业化应用等等。另一方面，针对于人工合成水溶性高分子聚合物增稠剂，如黄原胶，聚丙烯酰胺等等，以聚丙烯酰胺为例，为了提高增稠能力，干粉聚丙烯酰胺的分子量越来越高，但溶解却越来越困难，为了改善聚丙烯酰胺的溶解性能，研究人员做了大量工作，采用造粒技术，在聚丙烯酰胺生产过程中加入造粒工序，将聚丙烯酰胺以针状、球状、蜂窝状颗粒的形式形成产品，基地化应用还是比较方便的，但随着应用领域的拓展，以及使用数量和场合的随机性，导致聚丙烯酰胺颗粒产品的使用相当被动，研究人员试图改变生产工艺，将聚丙烯酰胺直接生产为液体形式的产品，这方面的工作取得了一定的进展，最新研究成果表明，研究人员已经掌握了聚丙烯酰胺准反相微胶乳的生产技术。但目前只能生产出分子量在1000万以下的产品，且成本高，有效固含量低，产品质量稳定时间短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种新型的水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂及其加工方法，解决目前水溶性高分子聚合物增稠剂悬浮液稳定时间短；溶剂可选择范围窄(只限于烃质溶剂)；可适用增稠剂少(只适用于胍胶，羟丙基胍胶，羧甲基羟丙基胍胶，羟乙基纤维素和羧甲基羟乙基纤维素中的一种或几种)；人工合成水溶性高分子聚合物增稠剂，如聚丙烯酰胺准反相微胶乳的分子量低(在1000万以下)，乳液固含量低，生产成本高，稳定时间短的问题。
本发明所要解决的技术问题是由以下技术方案实现的它是由下述重量单位的原料制成由60～150份的丙烯酸高碳醇酯，50～100份的山梨醇酯，90～210份的去离子水，580～690份的有机溶剂以及20～60份的乳化剂，3～10份聚合作用引发剂组成。
上述水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂的加工方法分为以下工序1、加料在反应斧中加入90～210份的去离子水、50～100份的山梨醇酯、580～690份的有机溶剂、20～60份的乳化剂。2、搅拌搅拌速度控制在80～130转/分钟，同时在反应斧中通入氮气。3、升温在30分钟之内，使温度控制在50～60℃之间。4、加料先向反应斧中加入研磨好的60～150份的丙烯酸高碳醇酯，再加入3～10份聚合作用引发剂。5、升温在30分钟之内，使温度控制在80～120℃之间。6、维持。7、控温当出现温度急剧升高时，采取措施使温度控制在80～120℃之间。8、维持维持现有状态2.5～4小时。
上述水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂及其加工方法，所述的丙烯酸高碳醇酯的碳链长度在C30～C40之间。
上述水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂及其加工方法，所述的山梨醇酯为失水山梨醇单油酸酯。
上述水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂及其加工方法，所述的有机溶剂可为烃类溶剂、酯类溶剂包括石化产品和植物油、醇、醛、酚、醚中的一种或几种。
上述水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂及其加工方法，所述的乳化剂为任何一种油包水型乳化剂。
上述水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂及其加工方法，所述的聚合作用引发剂为辐射引发剂或热引发剂或氧化还原引发剂。
使用本发明水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂对水溶性高分子聚合物增稠剂进行液体改造，具有以下优点可选择的溶剂范围广泛包括烃类溶剂，酯类溶剂(石化产品和植物油)，醇，醛，酚，醚等等；可进行液体化改造的水溶性高分子聚合物增稠剂范围广泛包括植物胶类(如胍胶，魔芋胶，皂荚胶，香豆角胶等等，以及它们的衍生物和改性纤维素)；人工合成水溶性高分子聚合物增稠剂(如聚丙烯酰胺，黄原胶等等)；微溶悬浮液配制操作十分简单，无需泵送或剪切，适合大规模生产；微溶悬浮液中有效固含量高；保质期长等。
具体实施例方式
以下给出本发明的三个配方实施例实施例1在反应斧中，分别加入210份水，50份山梨醇单油酸酯，630份柴油，20份的乳化剂，开动搅拌，搅拌速度为80转/分钟。通入氮气，同时在30分钟之内使反应斧内温度升温至55℃。将事先研磨好的丙烯酸高碳醇酯(C32～C36)110份缓缓加入，再加入3份过硫酸钾引发剂，并在30分钟之内使反应斧内温度继续升温至85℃，维持约3小时。当温度急剧升高时，采取措施控温在120℃以下、85℃以上，维持约2.5小时，自然降温。得到浅棕色半胶态油状物。取本产物10克，加入盛有40克柴油的烧杯中，用玻璃棒搅匀，加入50克胍胶粉，搅匀，得到均匀，稳定的微溶悬浮液，密封贮存15天，表面有10％溶剂析出，容器底部无沉淀，流动性良好，摇匀，取此微溶悬浮液1克，置于烧杯，用99克清水配溶液，只需稍微搅动，形成均匀溶液，无胶包，粘度上升迅速。
实施例2在反应斧中，分别加入90份水，100份山梨醇单油酸酯，690份色拉油，60份乳化剂，开动搅拌，搅拌速度为110转/分钟。通入氮气，同时在30分钟之内使反应斧内温度升温至50℃。将事先研磨好的丙烯酸高碳醇酯(C30～C35)60份缓缓加入，再加入8份过硫酸钾引发剂，并在30分钟之内使反应斧内温度继续升温至120℃，维持约2.5小时。当温度急剧升高时，采取措施控温在120℃以下、90℃以上，维持约3小时，自然降温。得到浅黄色半胶态油状物。取本产物8克，加入盛有45克色拉油的烧杯中，用玻璃棒搅匀，加入47克胍胶粉，搅匀，得到均匀，稳定的微溶悬浮液，密封贮存15天，表面有15％溶剂析出，容器底部有部分沉淀，流动性尚好，摇匀，取此微溶悬浮液1克，置于烧杯，用99克清水配溶液，只需稍微搅动，形成均匀溶液，无胶包，粘度上升迅速。
实施例3在反应斧中，分别加入180份水，70份山梨醇单油酸酯，580份色拉油，4份乳化剂，开动搅拌，搅拌速度为130转/分钟。通入氮气，同时在30分钟之内使反应斧内温度升温至60℃。将事先研磨好的丙烯酸高碳醇酯(C36～C40)150份缓缓加入，再加入10份过硫酸钾引发剂，并在30分钟之内使反应斧内温度继续升温至80℃，维持约4小时。当温度急剧升高时，采取措施控温在120℃以下、80℃以上，维持约4小时，自然降温。得到浅黄色半胶态油状物。取本产物11克，加入盛有44克煤油的烧杯中，用玻璃棒搅匀，加入45克聚丙烯酰胺粉末，搅匀，得到均匀，稳定的微溶悬浮液，贮存15天，表面有5％溶剂析出，容器底部无沉淀，流动性良好，摇匀，取此微溶悬浮液1克，置于烧杯，用99克清水配溶液，只需稍微搅动，形成均匀溶液，无胶包，粘度上升迅速。
使用本发明效果明显，如将1000克水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂均匀分散于容器中的4500克柴油中，再加入4500克分子量为1800万单位的阴离子聚丙烯酰胺粉末(100目以上)，搅拌均匀，得到稳定的聚丙烯酰胺微溶悬浮液体。取上述配制的悬浮液10克，置于烧杯中，取来990克清水倒入烧杯，用玻璃棒稍加搅动，几秒钟后，聚丙烯酰胺全部溶解，无团块。又如将1000克水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂均匀分散于容器中的4500克植物油中，继而加入4500克魔芋胶粉，(100目以上)，搅拌均匀，得到稳定的魔芋胶微溶悬浮液体。本液体室温密封储存18个月，表面略有一薄层浮油(有机溶剂)，无沉淀现象，流动性良好，倒出上述液体10克，置于烧杯中，取来990克清水倒入烧杯，用玻璃棒稍加搅动，充分分散，无团块，几分钟后，魔芋胶完全溶解，测量粘度值，与相同当量粉剂理论值一致，说明无粘度损失。规模应用方便，如在反应釜内加入1200公斤柴油，将300公斤水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂加入釜内，开动搅拌桨(60rpm)，10分钟后，加入1500公斤胍胶粉，搅拌20分钟，出釜。使用上述水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体进行油井压裂，配液时，将液体倒入进行水循环的混砂车的砂斗中，每个液罐加入定量的水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体，加入过程中，无需控制加入速度，每配一罐液，即时检测，均满足使用要求。
权利要求
1.一种水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂，其特征在于它是由下述重量单位的原料制成由60～150份的丙烯酸高碳醇酯，50～100份的山梨醇酯，90～210份的去离子水，580～690份的有机溶剂以及20～60份的乳化剂，3～10份聚合作用引发剂组成。
2.根据权利要求1所述的一种水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂的加工方法，其特征在于它分为以下工序1、加料在反应斧中加入90～210份的去离子水、50～100份的山梨醇酯、580～690份的有机溶剂、20～60份的乳化剂；2、搅拌搅拌速度控制在80～130转/分钟，同时在反应斧中通入氮气；3、升温在30分钟之内，使温度控制在50～60℃之间；4、加料先向反应斧中加入研磨好的60～150份的丙烯酸高碳醇酯，再加入3～10份聚合作用引发剂；5、升温在30分钟之内，使温度控制在80～120℃之间；6、维持；7、控温当出现温度急剧升高时，采取措施使温度控制在80～120℃之间；8、维持维持现有状态2.5～4小时。
3.根据权利要求1或2所述的一种水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂及其加工方法，其特征在于所述的丙烯酸高碳醇酯的碳链长度在C30～C40之间。
4.根据权利要求1或2所述的一种水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂及其加工方法，其特征在于所述的山梨醇酯为失水山梨醇单油酸酯。
5.根据权利要求1或2所述的一种水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂及其加工方法，其特征在于所述的有机溶剂可为烃类溶剂、酯类溶剂包括石化产品和植物油、醇、醛、酚、醚中的一种或几种。
6.根据权利要求1或2所述的一种水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂及其加工方法，其特征在于所述的乳化剂为任何一种油包水型乳化剂。
7.根据权利要求1或2所述的一种水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂及其加工方法，其特征在于所述的聚合作用引发剂为辐射引发剂或热引发剂或氧化还原引发剂。
全文摘要
本发明涉及一种表面活性剂及其加工方法。它是由下述重量单位的原料制成由60～150份的丙烯酸高碳醇酯，50～100份的山梨醇酯，90～210份的去离子水，580～690份的有机溶剂以及20～60份的乳化剂，3～10份聚合作用引发剂组成。使用本发明水溶性高分子聚合物增稠剂速溶液体改造剂对水溶性高分子聚合物增稠剂进行液体改造，具有以下优点可选择的溶剂范围广泛，可进行液体化改造的水溶性高分子聚合物增稠剂范围广泛，微溶悬浮液配制操作十分简单，无需泵送或剪切，适合大规模生产，微溶悬浮液中有效固含量高，保质期长等。
文档编号C08F2/32GK1616504SQ20031011341
公开日2005年5月18日 申请日期2003年11月10日 优先权日2003年11月10日
发明者陈新阳 申请人:陈新阳